DE19535475C1 - Verfahren zum Abtrennen von Schwefeldioxid aus Abgas - Google Patents
Verfahren zum Abtrennen von Schwefeldioxid aus AbgasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Schwe
feldioxid aus Abgas, wobei das Abgas in einem Absorptionsturm
mit Meerwasser beaufschlagt wird und das mit Schwefel
verbindungen beladene Meerwasser aus dem Flüssigkeitssumpf
des Absorptionsturms abgezogen sowie in einem Nachreaktions
becken mit frischem Meerwasser beaufschlagt wird.
Gasreinigungsverfahren, bei denen Meerwasser als Absorptions
flüssigkeit zur Abtrennung von Schwefeldioxid aus einem
Abgasstrom eingesetzt werden, ist beispielsweise aus
DE-PS 23 22 958 bekannt. Solche Verfahren haben Eingang in die Praxis
gefunden und werden heute an einigen Küstenstandorten prakti
ziert (Verfahrenstechnik 25 (1991), Nr. 9, S. 12-14). Die Ver
fahren nutzen die im Meerwasser enthaltenen Bicarbonate für
die Umsetzung des absorbierten SO₂ zu unschädlichen Sulfaten.
Der Waschflüssigkeitsbedarf in der Absorptionszone ist durch
den Stoffübergang zwischen Gasphase und flüssiger Phase be
stimmt. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen wird mit einer mög
lichst kleinen Waschflüssigkeitsmenge gearbeitet. Zur Mini
mierung des Waschflüssigkeitsbedarfes wird häufig eine Füll
körperkolonne eingesetzt, die einen guten Stoffaustausch
gewährleistet. Wird mit Meerwasser als Waschflüssigkeit gear
beitet, so liegt bei vorgegebenem Waschflüssigkeitsbedarf
auch die zur Verfügung stehende Bicarbonatmenge fest. Sie
reicht regelmäßig nur zur Bindung eines Bruchteils der ab
sorbierten SO₂-Menge aus, während der weitaus größere Teil
der SO₂-Menge als gelöstes, ungebundenes SO₂ mit der Wasch
flüssigkeit aus dem Flüssigkeitssumpf des Absorptionsturms
abgezogen wird. Die Flüssigkeit ist außerdem - wegen des
großen CO₂-Partialdruckes des Abgases - CO₂ gesättigt. Die
Erfahrung lehrt, daß sich im Flüssigkeitssumpf des Ab
sorptionsturms ein pH-Wert im Bereich pH 2 bis 3 einstellt.
In dem Nachreaktionsbecken 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 ausreicht.
Der Inhalt des Nachreaktionsbeckens muß zwecks Sulfatbildung
einerseits und CO₂-Austreibung andererseits intensiv belüftet
werden. Große Luftmengen mit entsprechenden Verdichterkapa
zitäten sind erforderlich. Hinzu kommt, daß die pH-abhängige
Oxidationsgeschwindigkeit in einem Bereich oberhalb pH 5,5,
der im Nachreaktionsbecken anzutreffen ist, verhältnismäßig
klein ist. Es muß folglich mit großen Becken gearbeitet
werden, um eine für die vollständige Sulfatbildung aus
reichende Verweilzeit der Flüssigkeit sicherzustellen. Die
Praxis lehrt, daß das belüftete Nachreaktionsbecken für eine
Verweilzeit von 10 bis 15 Minuten ausgelegt werden muß, damit
die Reaktionen vollständig ablaufen können. Ein weiteres
Problem stellt eine zuweilen im Bereich des Nachreaktions
beckens auftretende Geruchsbelästigung dar. Sie beruht
darauf, daß ungebundenes SO₂ aus der in das Nachreaktions
becken einströmenden Flüssigkeit, die aus dem Flüssigkeits
sumpf des Absorptionsturms abgezogen wird, entweicht. Das
ungebundene SO₂ läßt sich auch durch starke Belüftung kaum
oxidieren.
Bei einem aus DE-OS 21 33 481 bekannten Verfahren zur Schutz
gasreinigung für Rohöltanks von Schiffen wird Verbrennungsgas
in einer zweistufigen Wäsche mit Seewasser sowie einer
Waschlösung, die eine Alkaliverbindung enthält, gewaschen
Die Seewasserwäsche dient hauptsächlich der Kühlung des Ab
gasstromes sowie der Abtrennung von Feststoffpartikeln. Die
SO₂-Absorption erfolgt im wesentlichen mittels der
alkalischen Waschlösung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs
beschriebene Verfahren so weiter auszubilden, daß mit einem
kleineren Nachreaktionsbecken gearbeitet werden kann und eine
Geruchsbelästigung durch freigesetztes SO₂ sicher ausge
schlossen ist. Außerdem wird eine Reduzierung der Oxidations
luftmenge angestrebt.
Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist ein
Verfahren zum Abtrennen von Schwefeldioxid aus einem Abgas,
bei dem
das Abgas in einem Absorptionsturm mit Meerwasser beauf schlagt wird,
der Flüssigkeitssumpf des Absorptionsturms belüftet und dadurch in der Flüssigkeit enthaltene Bisulfite in Bisulfate umgewandelt werden,
die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitssumpf des Ab sorptionsturms abgezogen und zum Zwecke der Sulfat bildung und Neutralisation in einem Nachreaktionsbecken mit frischem Meerwasser gemischt wird,
der pH-Wert der aus dem Flüssigkeitssumpf des Ab sorptionsturms abgezogenen Flüssigkeit gemessen und Meß wertabweichungen von einem im Bereich von pH 4,0 bis pH 5 festgelegten pH-Sollwert bestimmt werden und
nach Maßgabe der Meßwertabweichungen ein unmittelbar dem Waschflüssigkeitssumpf zugeführter Meerwasserzusatzstrom oder ein aus dem Flüssigkeitssumpf in die Absorptions zone des Absorptionsturms zurückgeführter Flüssigkeits strom mengenmäßig geregelt werden.
das Abgas in einem Absorptionsturm mit Meerwasser beauf schlagt wird,
der Flüssigkeitssumpf des Absorptionsturms belüftet und dadurch in der Flüssigkeit enthaltene Bisulfite in Bisulfate umgewandelt werden,
die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitssumpf des Ab sorptionsturms abgezogen und zum Zwecke der Sulfat bildung und Neutralisation in einem Nachreaktionsbecken mit frischem Meerwasser gemischt wird,
der pH-Wert der aus dem Flüssigkeitssumpf des Ab sorptionsturms abgezogenen Flüssigkeit gemessen und Meß wertabweichungen von einem im Bereich von pH 4,0 bis pH 5 festgelegten pH-Sollwert bestimmt werden und
nach Maßgabe der Meßwertabweichungen ein unmittelbar dem Waschflüssigkeitssumpf zugeführter Meerwasserzusatzstrom oder ein aus dem Flüssigkeitssumpf in die Absorptions zone des Absorptionsturms zurückgeführter Flüssigkeits strom mengenmäßig geregelt werden.
Vorzugsweise wird der pH-Sollwert des Flüssigkeitssumpfes im
Bereich zwischen pH 4,15 und pH 4,5 festgelegt. Ferner wird
in dem Nachreaktionsbecken durch Zugabe von frischem Meer
wasser vorzugsweise ein pH-Wert von mindestens 6,0 einge
stellt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Oxidation der
Entschwefelungsprodukte im Flüssigkeitssumpf des Absorp
tionsturms, wobei zugleich die dem Absorptionsturm insgesamt
zugeführte Meerwassermenge so bemessen wird, daß der
Bicarbonat-Gehalt für einen stöchiometrischen Umsatz des ab
sorbierten Schwefeldioxids in Bisulfite ausreicht.
Die der Absorptionszone des Waschturmes zugeführte Wasch
flüssigkeitsmenge wird ohne Rücksicht auf die beschriebenen
chemischen Reaktionen so bemessen, daß der Absorptionsturm
einen vorgegebenen Wäscherwirkungsgrad der als Verhältnis
der SO₂-Ausgangskonzentration und der SO₂-Eingangskonzentra
tion des Rauchgases definiert ist, erreicht. Ist die in der
Absorptionszone erforderliche Waschflüssigkeitsmenge so
klein, daß die im Meerwasser enthaltene Bicarbonatmenge zur
chemischen Bindung des absorbierten Schwefeldioxids nicht
ausreicht, ist die erfindungsgemäße Regelung des Meerwasser
zusatzstromes, der unmittelbar dem Waschflüssigkeitssumpf zu
geführt wird, erforderlich. Ist andererseits die für die Gas
wäsche erforderliche Flüssigkeitsmenge bereits so groß, daß
mit dem Meerwasser überstöchiometrische Mengen an Bicarbo
naten zugeführt werden, so wird erfindungsgemäß ein Flüssig
keitsstrom aus dem Flüssigkeitssumpf in die Absorptionszone
des Absorptionsturms zurückgeführt und mengenmäßig so
geregelt, daß sich in dem Flüssigkeitssumpf des Absorptions
turms ein pH-Wert einstellt, der dem vorgegebenen Sollwert
entspricht. Durch die Waschflüssigkeitsrückführung sind die
im Absorptionsturm zur Verfügung stehende Bicarbonatmenge und
die hydraulische Belastung der Absorptionszone des Turms
unabhängig voneinander einstellbar. Es versteht sich, daß bei
dieser Betriebsweise ein dem Waschflüssigkeitssumpf unmittel
bar zugeführter Meerwasserzusatzstrom entfällt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist aufgrund der pH-
Führung im Flüssigkeitssumpf des Absorptionsturms sicherge
stellt, daß in der aus dem Flüssigkeitssumpf abgezogenen
Flüssigkeit kein ungebundenes SO₂ in Lösung vorliegt, welches
bei der nachfolgenden Behandlung im Nachreaktionsbecken ent
weichen und zu einer Geruchsbelästigung führen kann. Das in
der Absorptionszone abgeschiedene Schwefeldioxid wird im
Flüssigkeitssumpf in Bisulfite bzw. durch die Sumpfbelüftung
in Bisulfate umgesetzt. Die erfindungsgemäße Einstellung des
pH-Wertes
im Bereich pH 4,0 bis 5, vorzugsweise pH 4,15 und 4,5
gewährleistet eine maximale Bisulfit-Konzentration in dem
verhältnismäßig kleinen Flüssigkeits-Teilstrom aus dem
Absorptionsturm und schafft die Voraussetzungen für eine
schnelle Umsetzung zu Bisulfaten. Aufgrund des stark
sauren Milieus ist eine hohe Oxidationsgeschwindigkeit
gewährleistet, so daß eine kurze Verweilzeit der Flüssig
keit im Flüssigkeitssumpf des Absorptionsturms ausreichend
ist. Je nach Rauchgas und Meerwasserqualität beträgt die
erforderliche Verweilzeit etwa 1 bis 2,5 Minuten. Aufgrund
der erfindungsgemäß eingestellten optimalen Bedingungen
(kleiner Flüssigkeitsstrom, größere Oxidationsgeschwindig
keit) ist die Oxidation im Waschflüssigkeitssumpf des
Absorptionsturmes mit nur geringem anlagentechnischen
Aufwand realisierbar. Aufgrund des kleinen Flüssigkeits
volumens kann außerdem mit verhältnismäßig kleinen
Oxidationsluftmengen gearbeitet werden.
Mit der Oxidationsluft wird die Flüssigkeit im Flüssig
keitssumpf des Absorptionsturms wirkungsvoll von Kohlen
dioxid befreit. Es erfolgt eine CO₂-Austreibung aus einer
nahezu CO₂-gesättigten Lösung. Aus dem Flüssigkeitssumpf
des Absorptionsturms wird ein teilneutralisiertes Abwasser
mit dem Zwischenprodukt Bisulfat abgezogen und in dem
Nachreaktionsbecken mit frischem Meerwasser zwecks
Vervollständigung der Neutralisation und Sulfatbildung
vermischt. Eine Belüftung des Nachreaktionsbeckens ist in
der Regel nicht mehr erforderlich, da einerseits die
Oxidation der Bisulfite in Bisulfate bereits vollständig
im Flüssigkeitssumpf des Waschturms durchgeführt worden
ist und da außerdem durch die Belüftung des Flüssigkeits
sumpfes bereits größere Mengen CO₂ aus der Waschflüssig
keit 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.
Der zur Belüftung des Flüssigkeitssumpfes eingesetzte
Luftstrom wird zweckmäßig vor Eintritt in den Wasch
flüssigkeitssumpf durch Wassereindüsung gekühlt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher
erläutert. Es zeigen schematisch
Fig. 1 ein Anlage zum Abtrennen von Schwefeldioxid
aus Abgas,
Fig. 2 und 3 in der Anlage ablaufende chemische Reaktionen
in Abhängigkeit der auf den Abgasstrom
bezogenen Meerwassermenge,
Fig. 4 die Gleichgewichtsverteilung von gelöstem
Schwefeldioxid, Bisulfit- und Sulfitionen im
Meerwasser in Abhängigkeit des pH-Wertes.
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. Die Absorptionszone 10 des Turms weist keine
Einbauten auf. Über eine Leitung 11 gelangt Flüssigkeit
aus dem Flüssigkeitssumpf 6 des Absorbtionsturms 1 in das.
Nachreaktionsbecken 4. Aus dem Nachreaktionsbecken 4 wird
behandeltes Abwasser 12 in das Meer zurückgeleitet.
Die Alkalinität von Meerwasser, die als HCO₃- 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 besitzt einen
HCO₃--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).
Das Abgas wird im Absorptionsturm 1 mit Meerwasser be
aufschlagt, wobei das im Abgas enthaltene gasförmigen
Schwefeldioxid in dem als Waschflüssigkeit eingesetzten,
Meerwasser physikalisch absorbiert wird:
Die dem Absorptionsturm insgesamt zugeführte Meerwasser
menge ist so bemessen, daß die im Meerwasser enthaltenen
Bicarbonate nur für einen stöchiometrischen Umsatz des
absorbierten Schwefeldioxids in Bisulfite ausreichen. Der
Flüssigkeitssumpf 6 des Absorptionsturms 1 wird belüftet,
wodurch die Bisulfite in Bisulfate umgewandelt werden. Im
Flüssigkeitssumpf 6 erfolgt eine Teilreaktion und Oxida
tion, die durch die folgende Summengleichung vereinfacht
wiedergegeben ist:
Die Bisulfate enthaltende Flüssigkeit wird aus dem
Flüssigkeitssumpf 6 des Absorptionsturms 1 abgezogen und
zum Zwecke der Sulfatbildung und PH-Einstellung in dem
Nachreaktionsbecken 4 mit frischem Meerwasser beauf
schlagt. Die Sulfatbildung im Nachreaktionsbecken 4 kann
vereinfacht durch die folgende Summengleichung wieder
gegeben werden:
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 OABC**D** die abgeschiedene SO₂-Menge (SO2,Abs./SO2, Ein.),
als Kurvenzug OBCD die zudosierte Bicarbonat-Menge (/SO2,Ein.), wobei der Linienzug OBCD₂ die insgesamt umgesetzte Bicarbonat-Menge (/ SO2,Ein.) und der Linienzug OB den im Absorptionsturm allein umgesetzten Anteil wiedergibt,
als Kurvenzug OMA**B** der Anteil an freiem SO₂ in der Lösung (SO2,gel/SO2,Ein.), welcher der Differenz zwischen abgeschiedenem SO₂ und reagiertem Bicarbonat entspricht,als Linienzug C₁D₁ überschüssiges, nicht reagiertes Bi carbonat (HCO/SO2,Ein.) im Nachreaktionsbecken,
als Linienzug OBC₁ die Zu- und Abnahme der Bisulfate (HSO₄-/SO2,Ein.) im Flüssigkeitssumpf des Absorptions turms bzw. im Nachreaktionsbecken,
als Linienzug B**C** die korrespondierende Zunahme der Sulfate (SO₄--/SO2,Ein.) im Nachreaktionsbecken,
als Linien OA*, A*B*, B*C* der Gehalt an gelöstem CO₂ in der Flüssigkeit (CO2,gel/SO2,Ein.).
als Kurvenzug OABC**D** die abgeschiedene SO₂-Menge (SO2,Abs./SO2, Ein.),
als Kurvenzug OBCD die zudosierte Bicarbonat-Menge (/SO2,Ein.), wobei der Linienzug OBCD₂ die insgesamt umgesetzte Bicarbonat-Menge (/ SO2,Ein.) und der Linienzug OB den im Absorptionsturm allein umgesetzten Anteil wiedergibt,
als Kurvenzug OMA**B** der Anteil an freiem SO₂ in der Lösung (SO2,gel/SO2,Ein.), welcher der Differenz zwischen abgeschiedenem SO₂ und reagiertem Bicarbonat entspricht,als Linienzug C₁D₁ überschüssiges, nicht reagiertes Bi carbonat (HCO/SO2,Ein.) im Nachreaktionsbecken,
als Linienzug OBC₁ die Zu- und Abnahme der Bisulfate (HSO₄-/SO2,Ein.) im Flüssigkeitssumpf des Absorptions turms bzw. im Nachreaktionsbecken,
als Linienzug B**C** die korrespondierende Zunahme der Sulfate (SO₄--/SO2,Ein.) im Nachreaktionsbecken,
als Linien OA*, A*B*, B*C* der Gehalt an gelöstem CO₂ in der Flüssigkeit (CO2,gel/SO2,Ein.).
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 12 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.
Die Fig. 2 bezieht sich auf eine Betriebsweise der Anlage,
bei der das Meerwasser in Teilströmen 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
der Waschflüssigkeit reicht zur vollständigen chemischen
Bindung der absorbierten SO₂-Menge nicht aus. Ein
Meerwasserzusatzstrom wird zum Ausgleich des Bicarbonat-
Bedarfes über eine Leitung 13 direkt in den Flüssigkeits
sumpf 6 eingespeist.
Es kann auch der Fall auftreten, daß die für die Gaswäsche
in der Absorptionszone erforderliche Flüssigkeitsmenge so
groß ist, daß bei Verwendung von Meerwasser als Wasch
flüssigkeit mit dem Flüssigkeitszulauf 5 überstöchio
metrische Mengen an Bicarbonaten dem Absorptionsturm 1
zugeführt werden. Dieser Fall tritt vor allem dann auf,
wenn die SO₂-Konzentration im Abgasstrom niedrig ist und
ein Meerwasser mit hohem Bicarbonatanteil zur Verfügung
steht. In einem solchen Fall lehrt die Erfindung, daß zur
Reduzierung einer überstöchiometrischen Bicarbonatmenge
ein Flüssigkeitsstrom durch eine Rückführleitung 14 aus
dem Flüssigkeitssumpf 6 in die Absorptionszone 10 zurück
geführt wird. Durch die Waschflüssigkeitsrückführung sind
die im Absorptionsturm 1 zur Verfügung stehende
Bicarbonatmenge und die hydraulische Belastung der
Absorptionszone 10 des Turms unabhängig voneinander ein
stellbar. Die Fig. 3 zeigt die chemischen Abläufe in der
Anlage für diesen Fall. Die Frischwasserdosierung mittels
Leitung 13 zum Flüssigkeitssumpf 6 des Absorptionsturms 1
entfällt. Die Sulfatbildungsreaktion findet, wie aus Fig.
3 ersichtlich ist, bereits zum Teil im Flüssigkeitssumpf 6
des Absorptionsturmes statt. Mit Hilfe des aus dem
Flüssigkeitssumpf 6 in die Absorptionszone 10 zurück
geführten Flüssigkeitsstromes 14 kann die für die
chemischen Reaktionen zur Verfügung stehende Bicarbonat
menge gesteuert werden.
Sowohl der Meerwasserzusatzstrom 13 als auch der aus dem
Flüssigkeitssumpf 6 in die Absorptionszone 10 zurückge
führte Flüssigkeitsstrom 14 sind regelbar. Die Mengen
regelung erfolgt in Abhängigkeit des pH-Wertes der aus dem
Flüssigkeitssumpf 6 abgezogenen Flüssigkeit. Zu diesem
Zweck weist die in Fig. 1 dargestellte Anlage eine Meß-
und Regeleinrichtung 15 mit einem Meßgeber 16 für die
pH-Istwert-Erfassung sowie Regeleinrichtungen 17 für die
Mengenregelung des Meerwasserzusatzstromes sowie des aus
dem Flüssigkeitssumpf 6 in die Absorptionszone 10 zurück
geführten Flüssigkeitsstrom 14 auf. Der pH-Wert der aus
dem Flüssigkeitssumpf 6 des Absorptionsturmes 1 abge
zogenen Flüssigkeit wird gemessen und es werden Meßwert
abweichungen von einem im Bereich pH 4,15 bis pH 4,5
festgelegten Sollwert bestimmt. Nach Maßgabe dieser
Meßwertabweichungen wird der dem Flüssigkeitssumpf 6
zugeführte Meerwasserzusatzstrom 13 oder der aus dem
Flüssigkeitssumpf 6 in die Absorptionszone 10 zurückge
führte Flüssigkeitsstrom 14 mengenmäßig geregelt. Durch
die pH-abhängige Mengenregelung wird der pH-Wert des
Flüssigkeitssumpfes 6 in einem engen Toleranzbereich
zwischen pH 4,15 und pH 4,5 konstant gehalten.
Die erfindungsgemäße Regelung wird anhand der in Fig. 4
dargestellten Gleichgewichtsverteilung von gelöstem,
ungebundenem SO₂, Bisulfit und Sulfit-Ionen im Meerwasser
verständlich. Der Fig. 4 entnimmt man, daß bei dem
verwendeten Meerwasser die maximale Bisulfitkonzentration
bei pH 4,15 zu erwarten ist. Bei geringerem pH-Wert sind
noch Reste an gelöstem, ungebundenem SO₂ in Lösung zu
finden, während bei höheren pH-Werten kleinere Mengen an,
Sulfit-Ionen anzutreffen sind. Durch das erfindungsgemäße
Verfahren, welches eine genaue Dosierung und Regelung des
Meerwassers vorsieht, wird sichergestellt, daß das in der
Waschflüssigkeit abgeschiedene SO₂ vollständig gebunden
wird und nicht als freies, ungebundenes SO₂ in Lösung
vorliegt. Durch die erfindungsgemäße pH-Einstellung und im
Bereich pH 4,15 und pH 4,5 ist ferner gewährleistet, daß
der pH-Wert der aus dem Absorptionsturm 1 abgezogenen und
dem Nachreaktionsbecken 4 zugeführten Waschflüssigkeit
sehr nahe an dem für die Bisulfitbildung optimalen Punkt
liegt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen haben zur Folge,
daß die in das Nachreaktionsbecken eingeleitete Flüssig
keit geruchsfrei ist, weil gasförmiges SO₂ nicht frei
gesetzt werden kann, und daß die angestrebte Oxidation im
Flüssigkeitssumpf 6 aufgrund der dort herrschenden hohen
Bisulfitkonzentration sehr schnell abläuft. Aufgrund der
großen Oxidationsgeschwindigkeit kann mit kurzen Verweil
zeiten der Flüssigkeit im Flüssigkeitssumpf 6 gearbeitet
werden. Je nach Rauchgas und Meerwasserqualität ist eine
Verweilzeit zwischen 1 und 2,5 Minuten ausreichend.
In dem Nachreaktionsbecken 4 wird durch Zugabe von
frischem Meerwasser ein pH-Wert zwischen pH 6,0 und pH 7
eingestellt. Von dem insgesamt der Anlage zugeführten
Meerwasser entfallen etwa 1/3 auf den Waschturm 1 und etwa
2/3 auf das Nachreaktionsbecken 4. Da die Oxidation in den
Waschflüssigkeitssumpf 6 verlegt ist, kann im Vergleich
zum Stand der Technik, bei dem die Oxidation im Nach
reaktionsbecken 4 erfolgt, mit wesentlich kleineren Luft
mengen gearbeitet werden. Zweckmäßig erfolgt eine Kühlung
des zur Belüftung eingesetzten Luftstromes durch Wasser
eindüsung. Zu diesem Zweck umfaßt die Belüftungs
einrichtung 7 eine Mischkammer 18 für Quenchwasser, wobei
als Quenchwasser Meerwasser einsetzbar ist.
Claims (4)
1. Verfahren zum Abtrennen von Schwefeldioxid aus Abgas,
bei dem
das Abgas in einem Absorptionsturm mit Meerwasser be aufschlagt wird,
der Flüssigkeitssumpf des Absorptionsturms belüftet und dadurch in der Flüssigkeit enthaltene Bisulfite in Bisulfate umgewandelt werden,
die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitssumpf des Absorp tionsturms abgezogen und zum Zwecke der Sulfatbildung und Neutralisation in einem Nachreaktionsbecken mit frischem Meerwasser gemischt wird,
der pH-Wert der aus dem Flüssigkeitssumpf des Ab sorptionsturms abgezogenen Flüssigkeit gemessen wird sowie Meßwertabweichungen von einem im Bereich von pH 4,0 bis pH 5 festgelegten Sollwert bestimmt werden und
nach Maßgabe der Meßwertabweichungen ein unmittelbar dem Waschflüssigkeitssumpf zugeführter Meerwasserzu satzstrom oder ein aus dem Flüssigkeitssumpf in die Absorptionszone des Absorptionsturms zurückgeführter Flüssigkeitsstrom mengenmäßig geregelt werden.
das Abgas in einem Absorptionsturm mit Meerwasser be aufschlagt wird,
der Flüssigkeitssumpf des Absorptionsturms belüftet und dadurch in der Flüssigkeit enthaltene Bisulfite in Bisulfate umgewandelt werden,
die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitssumpf des Absorp tionsturms abgezogen und zum Zwecke der Sulfatbildung und Neutralisation in einem Nachreaktionsbecken mit frischem Meerwasser gemischt wird,
der pH-Wert der aus dem Flüssigkeitssumpf des Ab sorptionsturms abgezogenen Flüssigkeit gemessen wird sowie Meßwertabweichungen von einem im Bereich von pH 4,0 bis pH 5 festgelegten Sollwert bestimmt werden und
nach Maßgabe der Meßwertabweichungen ein unmittelbar dem Waschflüssigkeitssumpf zugeführter Meerwasserzu satzstrom oder ein aus dem Flüssigkeitssumpf in die Absorptionszone des Absorptionsturms zurückgeführter Flüssigkeitsstrom mengenmäßig geregelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der pH-Sollwert des
Flüssigkeitssumpfes im Bereich zwischen pH 4,15 und pH 4,5
festgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in dem Nach
reaktionsbecken durch Zugabe von frischem Meerwasser ein
pH-Wert von mindestens pH 6 eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der
zur Belüftung des Flüssigkeitssumpfes eingesetzte Luft
strom durch Wassereindüsung gekühlt wird.
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