DE2126818A1 - Process for the desulfurization of combustion gases - Google Patents

Process for the desulfurization of combustion gases

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DE2126818A1
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Lindsay I. Summit N.J. Griffin jun. (V.StA.). F23n 1-00
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound

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Description

(prio 1. 6. 70 US 41, 942-8249)(prio 1. 6. 70 US 41, 942-8249)

Esso Research and
Engineering Company
Esso Research and
Engineering Company

, N.J. /V. St. A. Hamburg, 28. Mai 1971 , NJ / V. St. A. Hamburg, May 28, 1971

Verfahren zur Entschwefelung von Verbrennungsabgasen.Process for the desulphurization of combustion exhaust gases.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Verbrennungsabgasen, und zwar insbesondere ein Naßve:iahren, bei welchem das Schwefeldioxid durch Kontakt mit einem wässrigen Absorptionsmittel entfernt wird.The invention relates to a method for the removal of sulfur dioxide from combustion exhaust gases, in particular a Naßve: iahren, in which the sulfur dioxide is removed by contact with an aqueous absorbent.

Es sind bereits verschiedene Verfahren für die Entfernung von Schwefeldioxid aus Verbrennungsabgasen vorgeschlagen worden, doch hat bislang keines derselben allgemein in der Industrie Anwendung gefunden. Die vorbekannten Verfahren lassen sich in Naßverfahren und Trockenverfahren unterteilen. Bei den Naßverfahren findet eine gewöhnlich wässrige Absorptionslösung Verwendung, um das Schwefeldioxid aus einem Gasstrom abzutrennen.There are already different procedures for the removal of Sulfur dioxide from combustion exhaust gases has been proposed, but none of them has heretofore found general use in industry found. The previously known processes can be divided into wet processes and dry processes. In the wet process a usually aqueous absorption solution is used to separate the sulfur dioxide from a gas stream.

An ein Entschwefelungsverfahren für Verbrennungsabgase sind mehrere Anforderungen zu stellen. Einmal muß das Verfahren inThere are several requirements to be met by a desulfurization process for combustion exhaust gases. Once the procedure has to be in

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der Lage sein, den größten Teil des Schwefeldioxidgehaltes des Abgases, vorzugsweise 90 % oder mehr des vorhandenen SO , unter stark schwankenden Bedingungen hinsichtlich des Gehaltes zu entfernen. Zweitens darf das Verfahren keine Probleme hinsichtlich der Luft- oder Wasserverunreinigung mit sich bringen. Drittens sollte das Verfahren leicht durchzuführen und aufrechtzuerhalten sein. Weiterhin sollte das Verfahren möglichst niedrige Kosten verursachen; hierzu ist es in vielen Fällen erforderlich, daß ein verkaufsfähiges Nebenprodukt anfällt. Das Verfahren sollte sicH in vorhandenen Energieerzeugungsanlagen einsetzen lassen, damit es möglichst weitgehend anwendbar ist. Aufgrund dieses letzteren Erfordernisses sind Naßverfahren begünstigt, welche bei niedrigen Temperaturen arbeiten und sich deshalB hinter den herkömmlichen Luftvorerhitzer einfügen lassen, in welchem die ankommende Luft für die Verbrennung mit Hilfe der heißen Verbrennungsabgase vorerhitzt wird. Trockenverfahren erfordern demgegenüber wesentliche höhere Betriebstemperaturen, so daß sie vor den Vorerhitzer in den Verfahrensabläuf eingefügt und mit der Energieerzeugungsanlage integriert werden müssen.be able to absorb most of the sulfur dioxide content of the exhaust gas, preferably 90% or more of the SO, to be removed under strongly fluctuating conditions with regard to the content. Second, the process must not have any problems as regards bring about air or water pollution. Third, the procedure should be easy to perform and maintain be. Furthermore, the process should be as low as possible; for this it is necessary in many cases, that there is a salable by-product. It should be possible to use the process in existing energy generation plants, so that it can be used as widely as possible. Because of this latter requirement, wet processes are favored work at low temperatures and can therefore be inserted behind the conventional air preheater in which the incoming air is preheated for combustion with the help of the hot combustion exhaust gases. Require dry process in contrast, significantly higher operating temperatures, so that they are inserted into the process flow before the preheater and with must be integrated into the power generation system.

Verschiedene Naßverfahren unter Verwendung wässrigen Ammoniaks oder einer nicht vollständig angesäuerten wässrigen Ammoniumsalzlösung, z. B. einer Ammoniumsulfitlösung, sind bereits beschriebenVarious wet processes using aqueous ammonia or a not completely acidified aqueous ammonium salt solution, z. B. an ammonium sulfite solution have already been described

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worden, beispielsweise in den USA-Patentschriften 2 405 747, 2 134 431 und 2 810 627 sowie in der belgischen Patentschrift 757 709. -for example in U.S. Patents 2,405,747, 2,134,431 and 2,810,627 and in Belgian Patent Specification 757 709. -

Ein Problem, beim Absorbieren von Schwefeldioxid aus Verbrennungsabgasen mit Hilfe wässriger arnmoniakhaltiger Lösungen besteht darin, daß ein Teil des vierwertigen Schwefels in dem Absorber zu sechswertigem Schwefel oxydiert wird. Diese Erscheinung ist auf das Vorhandensein geringer Sauer stoff mengen in den Abgasen zurückzuführen. Die aus dem Absorber kommenden Lösungen enthalten bei den obigen Verfahren deshalb eine kleine Menge an Ammoniumbisulfat neben einer wesentlich größeren Menge an Ammoniumbisulfit. Bei der Aufarbeitung der Absorptionslösung wird das Bisulfit angesäuert, um Schwefeldioxid freizusetzen. Das Bisulfat reagiert jedoch nicht mit der Säure, so daß sich sechswertiger Schwefel in Form von Sulfat- oder Bisulfationen in dem System ansammelt.A problem with absorbing sulfur dioxide from combustion exhaust gases with the help of aqueous ammonia-containing solutions is that part of the tetravalent sulfur in the Absorber is oxidized to hexavalent sulfur. This phenomenon is due to the presence of small amounts of oxygen in the exhaust gases. The solutions coming from the absorber therefore contain a small one in the above processes Amount of ammonium bisulfate in addition to a much larger one Amount of ammonium bisulfite. When working up the absorption solution, the bisulfite is acidified in order to release sulfur dioxide. However, the bisulfate does not react with the acid, so that hexavalent sulfur is in the form of sulfate or bisulfate ions accumulates in the system.

Verschiedene Mittel zur Beseitigung des überschüssigen Sulfats sind bereits vorgeschlagen worden. So ist in der USA-Patentschrift 2 405 747 der Vorschlag enthalten, das überschüssige Ammoniumbisulfat nach Abtrennung aus dem System mit Kalk umzusetzen, um auf diese Weise Calciumsulfat zu gewinnen. Gemäß der USA-Various means of eliminating the excess sulfate have already been proposed. For example, US Pat. No. 2,405,747 suggests removing the excess ammonium bisulfate to react with lime after separation from the system in order to obtain calcium sulphate in this way. According to the USA

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Patentschrift 2 810 627 soll die Ammoniumsulfit und Ammoniumbisulfit enthaltende Absorptionsflüssigkeit mit Luft oxydiert werden, um Schwefeldioxid freizusetzen und gleichzeitig Ammoniumsulfat zu erzeugen. Da jedoch gegenwärtig die Nachfrage für Ammoniumsulfat nur gering ist, muß aus dem überschüssigen Ammoniumsulfat ein wertvolleres Nebenprodukt hergestellt werden.Patent Specification 2,810,627 is said to be the ammonium sulfite and ammonium bisulfite containing absorption liquid are oxidized with air to release sulfur dioxide and ammonium sulfate at the same time to create. However, since the demand for ammonium sulfate is currently low, the excess must be removed Ammonium sulfate a more valuable by-product can be produced.

Mit der Erfindung wird ein verbessertes Verfahren zur Umwandlung des in dem Absorber gebildeten sechswertigen Schwefels zu Schwefeldioxid vorgeschlagen. Auf diese Weise wird die Ansammlung voix Sulfat in dem System verhindert und gegenüber den bislang bekannten Verfahren die Ausbeute an Schwefeldioxid erhöht, womit gleichzeitig die Menge an wertvollen Nebenprodukten,wie Schwefelsäure oder schwefliger Säure, ansteigt.The invention provides an improved process for converting the hexavalent sulfur formed in the absorber to Sulfur dioxide suggested. In this way, the accumulation of sulphate in the system is prevented and compared to the previous known method increases the yield of sulfur dioxide, which at the same time reduces the amount of valuable by-products, such as Sulfuric acid or sulphurous acid, increases.

Gemäß der Erfindung wird ein durch Schwefel verunreinigter kohlenstoffhaltiger Brennstoff mit überschüssiger Luft verbrannt, so daß Verbrennungsabgase entstehen, welche kleine Mengen an Schwefeldioxid und an Sauerstoff enthalten. Diese Abgase werden mit einer wässrigen, ammoniakhaltigen Absorptionslösung in Berührung gebracht, um den größeren Teil des Schwefeldioxids zu entfernen, wobei gleichzeitig ein gewisser Anteil des vierwertigen Schwefels in dem Absorber zu sechswertigem Schwefel oxydiert und dabei eine Lösung gebildet wird, welche sowohl vierals auch sechswertigen Schwefel enthält. Mindestens ein TeilAccording to the invention, a carbonaceous fuel contaminated by sulfur is burned with excess air, so that combustion gases are produced which contain small amounts of sulfur dioxide and oxygen. These exhaust gases are brought into contact with an aqueous, ammonia-containing absorption solution to remove the greater part of the sulfur dioxide to remove, at the same time a certain proportion of the tetravalent sulfur in the absorber to hexavalent sulfur oxidized and thereby a solution is formed, which both four and also contains hexavalent sulfur. At least a part

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der Absorptionslösung wird anschließend mit Ammoniumbi sulfat angesäuert, um Schwefeldioxid freizusetzen und eine wässrige , fließfähige Mischung, vorzugsweise eine Auf schlämmung, zu gewinnen, welche Ammoniumsulfat und Ämmoniumbisulfat enthält. Das in dem Gemisch enthaltene Wasser wird verdampft und der Ammoniumsulfatanteil des Gemisches wird zu Ämmoniumbisulfat und Ammoniak zersetzt. Ein überwiegender Anteil des so gebildeten Ammoniumbi Sulfats findet zum Ansäuern weiterer Mengen der Absorptionslösung Verwendung, während ein kleinerer Anteil des Ammoniumbisulfats in die Brennkammer zurückgeleitet wird, in welcher die Verbrennungsabgase erzeugt werden, wobei dort eine Zersetzung zu einem gasförmigen Getnisch von Stickstoff, Schwefeldioxid und "Wasserdampf stattfindet.the absorption solution is then acidified with ammonium sulfate to release sulfur dioxide and an aqueous, A flowable mixture, preferably a slurry, to obtain which contains ammonium sulfate and ammonium bisulfate. The water contained in the mixture is evaporated and the ammonium sulfate portion of the mixture becomes ammonium bisulfate and ammonia decomposes. A major part of the ammonium sulphate formed in this way is used to acidify further quantities the absorption solution is used, while a smaller proportion of the ammonium bisulphate is returned to the combustion chamber in which the combustion exhaust gases are generated, where there is a decomposition to a gaseous mixture of nitrogen, Sulfur dioxide and "water vapor" takes place.

Mit der Erfindung wird somit eine neue bessere Möglichkeit zur Verhinderung der Ansammlung von Sulf at in einer Abgas entschwefelungsanlage vorgeschlagen, in welcher eine wässrige, ammoniakhaltige Absorptionslösung zur Entfernung des Schwefeldioxids in den Abgasen Verwendung findet.The invention thus provides a new, better way of preventing the accumulation of sulfate in an exhaust gas desulfurization system proposed in which an aqueous, ammonia-containing absorption solution for removing the sulfur dioxide in the exhaust gases is used.

Verbrennungsabgase treten auf, wenn kohlenstoffhaltige Brennstoffe, z. B. öl oder Kohle, mit einem Gehalt an chemisch gebundenem Schwefel in der Regel mit überschüssiger Luft in einer Brennkammer verbrannt werden. Bei der Brennkammer kann es sich um eineCombustion gases occur when carbon-containing fuels, z. B. oil or coal, containing chemically bound sulfur, usually with excess air in a combustion chamber to be burned. The combustion chamber can be a

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herkömmliche Feuerung in einer Anlage zur Gewinnung von elektrischer Energie handeln. Der Schwefelgehalt der Verbrennungsabgase hängt vom Schwefelgehalt des Brennstoffes ab; typischerweise liegt er bei etwa 0, 2 bis 0, 3 VoI % der gesamten Abgase. Darüber hinaus enthalten die Abgase aufgrund des Einsatzes eines Luftüberschusses Sauerstoff, Spuren an Schwefeltrioxid und erhebliche Mengen an Stickstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf.act conventional firing in a plant for the generation of electrical energy. The sulfur content of the combustion gases depends on the sulfur content of the fuel; it is typically around 0.2 to 0.3% by volume total exhaust gases. In addition, due to the use of excess air, the exhaust gases contain traces of oxygen of sulfur trioxide and significant amounts of nitrogen, carbon dioxide and water vapor.

Gemäß Erfindung werden die Abgase mit einer wässrigen, ammoniakhaltigen Absorptionslösung behandelt, um das Schwefeldioxid abzutrennen. Zunächst werden die heißen Abgase auf eine für den Eintritt in den Schwefeldioxidabsorber geeignete Temperatur gekühlt.According to the invention, the exhaust gases with an aqueous, ammonia-containing Treated absorption solution to separate the sulfur dioxide. First of all, the hot exhaust fumes on one for entry cooled in the sulfur dioxide absorber suitable temperature.

Die Schwefeldioxidabsorptionsverfahren gemäß den vorstehend erwähnten Patenten können im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Anwendung finden, wobei das Verfahren der belgischen Patentschrift 757 709 bevorzugt ist. Die bevorzugte Absorptionslösung enthält etwa 11 bis 17 Mol Ammoniak und etwa 6, 5 bis 11 Mol Schwefeldioxid auf je 100 Mol Wasser. Das NH :SO -Molverhältnis muß größer als 1:1 sein und liegt vorzugsweise bei etwas unter 2:1. Zusätzlich enthält die Absorptionslösung im allgemeinen etwas SO (in der Hauptsache in Form von Sulfationen) aufgrund der in dem Schwefeldioxid-The sulfur dioxide absorption methods according to those mentioned above Patents may come within the scope of the present invention. Apply using the method of the Belgian patent specification 757 709 is preferred. The preferred absorption solution contains about 11 to 17 moles of ammonia and about 6.5 to 11 moles of sulfur dioxide for every 100 moles of water. The NH: SO molar ratio must be greater than 1: 1 and is preferably a little under 2: 1. In addition, the absorption solution generally contains some SO (mainly in the form of sulfate ions) due to the

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absorber stattfindenden Oxydation sowie als Folge der Zurückführung der Lösung, wie sie im folgenden näher erläutert werden soll.absorber occurring oxidation and as a result of the return the solution, as will be explained in more detail below.

Eine gewisse Oxydation von vierwertigem Schwefel zu sechswertigem Schwefel findet aufgrund des Vorhandenseins von freiem Sauerstoff in den Abgasen in dem Schwefeldioxidabsorber statt. Die Menge an vierwertigem Schwefel, welche oxydiert wird, liegt im allgemeinen bei etwa 5 bis 20, meist bei etwa 10 %, bezogen auf die Gesamtmenge an vierwertigem Schwefel, welche in die Absorptionslösung in dem Schwefeldioxidabsorber gelangt. Die Absorptions lösung enthält somit Ammoniumbisulfit als gelösten Hauptbestandteil, daneben jedoch geringere Mengen an Ammonium-· bisulfat. Verbrennungsabgase mit einem erheblich verminderten Schwefeldioxidgehalt, d.h. mit einem Gehalt von nicht mehr als etwa 10% der ursprünglichen Menge, werden schließlich an die Atmosphäre abgegeben.Some oxidation of tetravalent sulfur to hexavalent Sulfur takes place in the sulfur dioxide absorber due to the presence of free oxygen in the exhaust gases. The amount of tetravalent sulfur which is oxidized is generally from about 5 to 20, mostly about 10%, based on on the total amount of tetravalent sulfur which gets into the absorption solution in the sulfur dioxide absorber. the Absorption solution thus contains ammonium bisulphite as a dissolved one Main component, but also smaller amounts of ammonium bisulfate. Combustion gases with a significantly reduced Sulfur dioxide content, i.e. with a content of no more than about 10% of the original amount, will eventually be added to the Atmosphere.

Die Zufuhrgeschwindigkeit für frische Absorptionslösung in den Schwefeldioxidabsorber ist etwa proportional der Geschwindigkeit, mit der Schwefeldioxid in Abgasen in den Schwefeldioxidabsorber eingeführt wird. Die Schwefeldioxidzufuhrgeschwindigkeit hängt wiederum von der Abgasströmungsgeschwindigkeit ab, welche bei einem typischen Kraftwerk im Verlauf des Tages zyklisch schwankt, weil die Anforderungen an ein Kraftwerk ansteigen und abfallen,The feed rate for fresh absorbent solution into the Sulfur dioxide absorber is roughly proportional to the speed with which sulfur dioxide in exhaust gases enters the sulfur dioxide absorber is introduced. The sulfur dioxide feed rate in turn depends on the exhaust gas flow rate, which at a typical power plant fluctuates cyclically over the course of the day, because the demands on a power plant rise and fall,

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und weiterhinvon dem Schwefeldioxidgehalt der Abgase, welcher seinerseits von dem Schwefelgehalt des Brennstoffes abhängig ist.and further on the sulfur dioxide content of the exhaust gases, which in turn depends on the sulfur content of the fuel.

Frische Absorptionslösung kann in den Schwefeldioxidabsorber aus einem Vorratstank eingespeist werden und die verbrauchte Absorptionslösung kann in einen zweiten Tank abgelassen werden. Aus dem zweiten Tank kann die Lösung zur Regenerierung des Schwefeldioxids mit konstanter Fließgeschwindigkeit abgezogen werden, so daß das gesamte System mit Ausnahme des Schwefeldioxidabsorbers bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit arbeitet.Fresh absorption solution can be fed into the sulfur dioxide absorber from a storage tank and the used one Absorbent solution can be drained into a second tank. The solution for the regeneration of the Sulfur dioxide can be withdrawn at a constant flow rate, so that the entire system with the exception of the sulfur dioxide absorber works at constant flow rate.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die verbrauchte Absorptionslösüng aus dem zweiten Tank mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit abgezogen und in zwei Anteile aufgeteilt. Der erste Anteil fließt in einen Säurewäscher, wo er zur Freisetzung von Schwefeldioxid behandelt wird. Der zweite Anteil findet ohne weitere Behandlung zur Ergänzung der frischen Absorptionslösung Verwendung, wie im folgenden näher beschrieben wird.According to a preferred embodiment, the absorbed solution from the second tank is consumed at a constant flow rate deducted and divided into two parts. The first portion flows into an acid scrubber, where it is used to release Sulfur dioxide is treated. The second part is used without further treatment to supplement the fresh absorption solution, as described in more detail below.

Der erste Anteil der verbrauchten Absorptionslösung wird mit überschüssigem, heißem, geschmolzenem. Ammoniumbisulfat in einer Säurezone oder in einem Säurewäscher angesäuert, wobei die Temperatur bei etwa 93 bis 107 C liegt. Wärme wird dem Säurewäscher durch das heiße geschmolzene Ammoniumbisulfat zugeführt.The first portion of the used absorption solution is made with excess, hot, molten. Ammonium bisulfate in an acid zone or acidified in an acid scrubber, the temperature being about 93 to 107 C. Heat is added to the acid scrubber fed by the hot molten ammonium bisulfate.

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Ein Schwefeldioxid und Wasserdampf enthaltender Gasstrom wird an dem Säurewäscher über Kopf abgezogen. Dieser Gasstrom, welcher verglichen mit den ursprünglichen Abgasen erheblich reicher an Schwefeldioxid ist, kann auf herkömmliche Weise behandelt werden, um den Wasserdampf abzutrennen, worauf das Schwefeldioxid entweder in Schwefelsäure oder in schweflige Säure überführt werden kann.A gas stream containing sulfur dioxide and water vapor is drawn off overhead at the acid scrubber. This gas stream, which is considerably richer in sulfur dioxide compared to the original exhaust gases, can be treated in a conventional manner be to separate the water vapor, whereupon the sulfur dioxide either in sulfuric acid or in sulphurous acid can be transferred.

In dem Säurewäscher bildet sich weiterhin ein wässriges Gemisch, welches Wasser, Ammoniumsulfat und Ammoniumbisulfat enthält. Vorzugsweise handelt es sich bei diesem wässrigen Gemisch um eine Aufschlämmung, welche gelöstes Ammoniumbi sulfat und sowohl gelöstes als auch nicht gelöstes Ammoniumsulfat entnält. Das wässrige, Ammoniumsulfat und Ammoniumbi sulfat enthaltende Gemisch, das sich in dem Säurewäscher bildet, kann gegebenenfalls zwar auch eine Lösung sein, doch ist im allgemeine eine pumpfähige Aufschlämmung bevorzugt. Der nächste Verfahr ens schritt besteht darin, daß das Wasser aus der in dem Säurewäscher gebildeten Mischung abgedampft wird, worauf das darin enthaltene Ammoniumsulfat zu Ammoniumbisulfat und Wasser zersetzt wird. Dies erfolgt vorzugsweise in einem einzigen Schritt, bei welchem die wässrige Aufschlämmung in einen Strom heißer Verbrennungsgase gesprüht wird, welche durch Verbrennung eines fossilischen Brennstoffes, wie Naturgas, erhalten werden können. Dabei wird zunächst das Wasser verdampft, wodurch der Gasstrom sich erheblich abkühlt. AnschließendAn aqueous mixture continues to form in the acid scrubber, which contains water, ammonium sulfate and ammonium bisulfate. This aqueous mixture is preferably a slurry which contains dissolved ammonium bisulfate and both dissolved ammonium as well as undissolved ammonium sulfate. The aqueous, ammonium sulfate and Ammoniumbi sulfate containing mixture that Although it forms in the acid scrubber, it may be a solution, but is generally a pumpable slurry preferred. The next step is to that the water is evaporated from the mixture formed in the acid scrubber, whereupon the ammonium sulfate contained therein to Ammonium bisulfate and water is decomposed. This is preferably done in a single step in which the aqueous slurry sprayed into a stream of hot combustion gases produced by burning a fossil fuel such as Natural gas, can be obtained. In the process, the water is first evaporated, which significantly cools the gas flow. Afterward

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erfolgt die Zersetzung des Ammoniumsulfats bei einem Temperaturbereich von etwa 343 bis 427 C. Das Ammoniumsulfat wird bei diesen Temperaturen zu Ammoniumbisulfat und Wasser zersetzt; das Ausmaß von Nebenreaktionen, d. h. die weitere Zersetzung des Ammoniumbisulfats, ist bei diesen Temperaturen verhältnismäßig gering. Das entwässerte Salzgemisch liegt in Form von Produkttröpfchen vor, welche von einem Verbrennungsprodukte und Ammoniak enthaltenden Gasstrom umgeben sind. Diese Tröpfchen werden zusammengeschmolzen und am Boden des Zersetzers gesammelt. Der Ammoniak und heiße Verbrennungsgase enthaltende Gasstrom wird über Kopf abgezogen.the decomposition of the ammonium sulfate takes place at a temperature range from about 343 to 427 C. The ammonium sulfate becomes ammonium bisulfate and water at these temperatures decomposed; the extent of side reactions, d. H. the further decomposition of the ammonium bisulfate is at these temperatures relatively low. The dehydrated salt mixture is in the form of product droplets which are surrounded by a gas stream containing combustion products and ammonia. These droplets are melted together and collected at the bottom of the decomposer. The ammonia and hot combustion gases containing gas stream is withdrawn overhead.

Die gasförmigen Produkte aus dem Zersetzer werden mit dem zuvor beschriebenen zweiten Teil der verbrauchten Absorptionslösung zusammengebracht. Das dabei gebildete Produkt ist frische Absorptions lösung, welche in den' ersten Vorratstank zurückgeleitet und aus diesem entsprechend dem jeweiligen Bedarf für die Behandlung der Abgase entnommen wird. Die in dem Ammoniakturm, stattfindende Reaktion ist im wesentlichen die Umsetzung zwischen dem Ammoniak in den gasförmigen Produkten des Zersetzers mit dem Ammoniumbisulfit, welches der Hauptbestandteil der verbrauchten Absorptionslösung ist. Hierbei entsteht Ammoniumsulfit, welches den Hauptbestandteil der frischen Absorptionslösung bildet. Das Bisulfat in der verbrauchten Ab-The gaseous products from the decomposer are brought together with the previously described second part of the spent absorption solution. The product formed is freshness Absorption solution, which is returned to the first storage tank and is taken from this according to the respective need for the treatment of the exhaust gases. The ones in the ammonia tower The reaction taking place is essentially the conversion between the ammonia in the gaseous products of the decomposer with the ammonium bisulfite, which is the main component of the used absorption solution. This creates Ammonium sulfite, which is the main component of fresh Forms absorption solution. The bisulfate in the spent waste

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sorptionslösung wird durch Umsetzung mit Ammoniak in Sulfat überführt. Die frische Absorptionslösung enthält demgemäß kleine Mengen an Ammoniumsulfat neben wesentlich größeren Mengen an Ammoniumsulfit. Ferner sind in der bevorzugten Lösung geringere Mengen an Ammoniumbisulfit vorhanden, da das bevorzugte NH :SO -Molverhältnis bei etwas weniger als 2:1Sorption solution is converted into sulfate by reaction with ammonia convicted. The fresh absorption solution accordingly contains small amounts of ammonium sulfate in addition to much larger amounts Amounts of ammonium sulfite. Furthermore, lesser amounts of ammonium bisulfite are present in the preferred solution because the preferred NH: SO molar ratio is slightly less than 2: 1

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liegt.lies.

Das in dem Zersetzer gebildete Ammoniumbisulfat wird abgezogen, und der größere Teil desselben wird in den Säurewäscher zurückgeführt, wo er mit weiteren Mengen an verbrauchter Absorptionslösung angesäuert wird. Es ist deutlich, daß keine der bis zu diesem Punkt beschriebenen Reaktionen zn einer Zersetzung des sechswertigen Schwefels führt, welcher in dem Schwefeldioxidabsorber entsteht. Zur Zersetzung des Sulfatüberschusses wird ein geringerer Anteil des gebildeten Ammoniumbisulfats aus dem Zersetzer erfindungsgemäß in die Feuerung zurückgeleitet, aus welcher die Verbrennungsabgase stammen. Die Menge an Ammoniumbi sulfat in diesem geringeren Anteil ist äquivalent der Menge an vierwertigem Schwefel, welcher in dem Schwefeldioxidabsorber zu sechswertigem Schwefel oxydiert wird, zuzüglich der kleinen Menge an sechswertigem Schwefel, welche aus dem Verbrennungsofen in den Absorber gelangt.The ammonium bisulfate formed in the decomposer is drawn off, and the greater part of it is returned to the acid scrubber, where it is mixed with further quantities of used absorption solution is acidified. It is clear that none of the reactions described up to this point lead to decomposition of the hexavalent sulfur, which is formed in the sulfur dioxide absorber. To decompose the excess sulphate a smaller proportion of the ammonium bisulfate formed from the decomposer is fed back into the furnace according to the invention, from which the combustion exhaust gases originate. The amount of Ammoniumbi sulfate in this lower proportion is equivalent to that Amount of tetravalent sulfur which is oxidized to hexavalent sulfur in the sulfur dioxide absorber plus the small amount of hexavalent sulfur that enters the absorber from the incinerator.

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Bei eiger bevorzugten Arbeitsweise befinden sich der Zersetzer und die Feuerung für das Kraftwerk so nahe beieinander, daß das in die Erennkammer zurückgeführte Ammoniumbisulfat im flüssigen Zustand in die Brennkammer gepumpt werden kann und sich durch Düsen aus einem hitzefesten und korrosionsbeständigen Material einführen läßt. Wenn es erforderlich ist, den Zersetzer in größerer Entfernung von der Feuer stelle des Kraftwerks anzuordnen, dann läßt man das Ammoniumbisulfat vorzugsweise vor dem Zurückleiten in den Ofen erhärten und bricht es zu Flocken, einem Granulat oder einem Pulver auf. Das feinteilige feste Ammoniumbisulfat läßt sich dann in den Verbrennungsgasen in der Brennkammer mit Hilfe geeigneter Feststoffinjektionsvorrichtungen aus hitze- und korrosionsfestem Material eindispergieren. Das Ammoniumbisulfat kann entweder kontinuierlich oder intermittierend in den Ofen zurückgeleitet werden. lSo kann es beispielsweise bevorzugt sein, zu Zeiten voller Belastung , zu denen die Brennkammer und der Schwefeldioxidabsorber mit voller Kapazität arbeiten, kein Ammoniumbisulfat in die Brennkammer zurückzuführen.In your preferred mode of operation, the disintegrators are located and the furnace for the power plant so close together that the ammonium bisulphate in liquid form returned to the separation chamber State can be pumped into the combustion chamber and through nozzles made of a heat-resistant and corrosion-resistant material can introduce. If necessary, the decomposer in larger To arrange distance from the fire point of the power plant, then the ammonium bisulfate is preferably allowed to pass back harden in the oven and break it up into flakes, granules or a powder. The finely divided solid ammonium bisulfate can then be in the combustion gases in the combustion chamber with the help of suitable solid injection devices from heat and disperse corrosion-resistant material. The ammonium bisulfate can be returned to the furnace either continuously or intermittently. For example, it may be preferred at times of full load when the combustion chamber and the sulfur dioxide absorber are working at full capacity, no Ammonium bisulfate returned to the combustion chamber.

Das Ammoniumbisulfat wird in dem Ofen zu einem gasförmigen Produktgemisch zersetzt, welches Stickstoff, Wasserdampf und Schwefeldioxid enthält. Weiterhin können kleine Mengen an Schwefeltrioxid gebildet werden, während keine oder nur eine sehr geringe Menge an Asche oder festen Rückständen entsteht. DieseThe ammonium bisulfate turns into a gaseous one in the furnace Product mixture, which contains nitrogen, water vapor and sulfur dioxide, decomposes. Furthermore, small amounts of Sulfur trioxide can be formed while no or only a very small amount of ash or solid residues is formed. These

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gasförmigen Zersetzungsprodukte strömen zusammen mit den Abgasen in den Schwefeldioxidabsorber, wo das Schwefeldioxid von der Absorptionslösung absorbiert wird. Der Stickstoff wird zusammen mit den ent schwefelten Abgasen in die Atmosphäre geblasen. Das durch die Zersetzung des Ammoniumbisulfats erhaltene Schwefeldioxid wird zusammen mit dem aus der Verbrennung von schwefelhaltigen Brennstoffen stammenden Schwefeldioxid wie zuvor beschrieben in dem Säurewäscher freigesetzt und anschließend in ein brauchbares Nebenprodukt, wie Schwefelsäure oder schweflige Säure, umgewandelt. Mit Hilfe der vorr liegenden Erfindung wird somit überschüssiges Sulfat aus dem System in ein überaus wertvolles Nebenprodukt überführt und. nicht in wesentlich weniger brauchbare Nebenprodukte wie Ammoniumsulfat oder Calciumsulfat, welches die Produkte der bekannten Verfahren sind.Gaseous decomposition products flow together with the exhaust gases into the sulfur dioxide absorber, where the sulfur dioxide is absorbed by the absorption solution. The nitrogen is released into the atmosphere together with the desulphurized exhaust gases blown. This is due to the decomposition of ammonium bisulfate The sulfur dioxide obtained is combined with the sulfur dioxide obtained from the combustion of fuels containing sulfur released in the acid scrubber as previously described and then converted into a useful by-product such as sulfuric acid or sulphurous acid. With the help of the present invention is thus excess sulfate from the System converted into an extremely valuable by-product and. not into much less useful by-products such as ammonium sulfate or calcium sulfate, which are the products of the known Procedures are.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung soll die beiliegende Zeichnung dienen, welche ein Fließschema des Verfahrens wiedergibt.The accompanying drawing is intended to explain the invention in greater detail serve, which reproduces a flow diagram of the process.

Ein schwefelhaltiger Brennstoff wird mit überschüssiger Luft in einer Brennkammer 10, welche zu einem herkömmlichen Kessel eines Kraftwerkes gehören kann, verbrannt, wobei Verbrennungsabgase entstehen, welche etwa 0, 2 bis 0, 3 Vol% Schwefeldioxid sowie kleine Mengen an Schwefeltrioxid und Sauerstoff sowie größereA sulfur-containing fuel is mixed with excess air in a combustion chamber 10, which becomes a conventional boiler of a power station, burned, with combustion exhaust gases that contain about 0.2 to 0.3 vol% sulfur dioxide as well as small amounts of sulfur trioxide and oxygen as well as larger ones

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Anteile an Stickstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf enthalten. Die Verbrennungsluft gelangt über die Leitung 11 in die Brennkammer 10 und wird in dem Luftvorerhitzer 12 vorgewärmt. Ein Brennstoff, wie Brennöl, wird durch die Leitung 13 am Boden der Brennkammer 10 eingeführt, wo die VerbrennungContain proportions of nitrogen, carbon dioxide and water vapor. The combustion air reaches the combustion chamber via line 11 10 and is preheated in the air preheater 12. A fuel, such as fuel oil, is introduced through line 13 at the bottom of the combustion chamber 10 where combustion

unter Bildung der zuvor erwähnten Verbrennungsabgase stattfindet. Die Verbrennungsgase gelangen durch die üblichen Heizkessel- und Rauchgasvorwärmer 14 und 15 zu der Ausgangsleitung 16 der Brennkammer 10. Die heißen Rauchgase aus der Leitung 16 werden durch den Luftvorerhitzer 12 geleitet, wo sie die ankommende Luft vor erwärmen und selbst abgekühlt werden. Dem Vorerhitzer 12 kann ein weiterer Kühler (nicht dargestellt) nachgeschaltet werden, welcher der Abkühlung der Rauchgase auf etwa 30 bis 60 C dient, da dieser Temperaturbereich für die Absorption des Schwefeldioxids aus den Abgasen bevorzugt ist. In dem Kühler wird das Abgas abgekühlt und mit Wasserdampf gesättigt, wobei gleichzeitig der größte Teil des Schwefeltrioxids entfernt wird.takes place with the formation of the aforementioned combustion exhaust gases. The combustion gases pass through the usual boiler and flue gas preheaters 14 and 15 to the outlet line 16 of the combustion chamber 10. The hot flue gases from the Line 16 are passed through the air preheater 12 where they pre-heat the incoming air and be cooled down by themselves. A further cooler (not shown), which is used to cool the flue gases to around 30 to 60 C, as this temperature range is preferred for the absorption of the sulfur dioxide from the exhaust gases. The exhaust gas is cooled in the cooler and saturated with water vapor, at the same time most of the sulfur trioxide is removed.

Der gekühlte Abgas strom tritt durch die Leitung 17 in den Schwefeldioxidabsorber 20 ein. Der Abgasstrom wird im Gegenstrom mit einer abwärts strömenden wässrigen Absorptionslösung in Kontakt gebracht, welche zu Anfang als gelösten Hauptbestandteil Ammoniumsulfit enthält. Die frische Absorptions-The cooled exhaust gas stream enters the sulfur dioxide absorber 20 through line 17. The exhaust gas flow is countercurrent brought into contact with a downward flowing aqueous absorption solution, which initially as the main dissolved component Contains ammonium sulphite. The fresh absorption

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lösung wird oben dem Absorber 20 aus dem Vorrat stank Zl durch die Leitung 22 für frische Lösung zugeführt. Bei dem Absorber handelt es sich vorzugsweise um einen mehrstufigen Absorber, in den frische Absorptionslösung in mehr als 1 Stufe zugeführt wird.solution is above the absorber 20 from the supply stank Zl through the line 22 is supplied for fresh solution. The absorber is preferably a multi-stage absorber, into which fresh absorption solution is fed in more than 1 stage.

Das entschwefelte Abgas, aus dem etwa 90 % des ursprünglichen Schwefeldioxids entfernt sind, wird über Kopf durch die Leitung in die Atmosphäre abgelassen. In dem Absorber 20 findet eine gewisse Oxydation des vierwertigen Schwefels zu sechswertigem Schwefel statt. Ein Strom verbrauchter Absorptions lösung, welche Ammoniumbisulfit als gelösten Hauptbestandteil sowie etwas Ammoniumbi sulfat enthält, wird am Boden des Ajsoxbers 20 über die Leitung 24 abgezogen und in den Tank 25 weitergeleitet. Die Strömungsgeschwindigkeit der frischen Lösung sowie der verbrauchten Lösung in den Leitungen 22 und 24 ist ungefähr proportional der Strömungsgeschwindigkeit des Schwefeldioxids in dem ankommenden Abgas strom 16. Die verbrauchte Absorptionslösung wird aus dem Tank 25 mit etwa konstanter Strömungsgeschwindigkeit über die Leitung 26 abgezogen und in die Ströme und 28 aufgeteilt.The desulphurized exhaust gas, from which about 90 % of the original sulfur dioxide has been removed, is discharged overhead through the line into the atmosphere. A certain oxidation of the tetravalent sulfur to hexavalent sulfur takes place in the absorber 20. A stream of consumed absorption solution, which contains ammonium bisulfite as a dissolved main component and some ammonium bisulfate, is drawn off at the bottom of Ajsoxber 20 via line 24 and passed on to tank 25. The flow rate of the fresh solution and the used solution in the lines 22 and 24 is approximately proportional to the flow rate of the sulfur dioxide in the incoming exhaust gas stream 16. The used absorption solution is withdrawn from the tank 25 at an approximately constant flow rate via the line 26 and into the streams and 28 split.

Der erste Strom 27 an verbrauchter Absorptionslösung fließt in den Säurewäscher 30. Über die Leitung 31 wird ein Überschuß von heißem geschmolzenen Ammoniumbi sulfat in den Säurewäscher eingeführt. Dieses Ammoniumbi sulfat setzt sich mit dem Ammonium-The first stream 27 of spent absorption solution flows into the acid scrubber 30. Via line 31, an excess of hot molten Ammoniumbi sulfate is in the acid scrubber introduced. This ammonium sulphate is combined with the ammonium

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bisulfit in dem Strom 27 um, wobei Schwefeldioxid freigesetzt und eine erhebliche Menge Wasser verdampft wird. Ein Gemisch aus Schwefeldioxid und Wasserdampf wird dem Säurewäscher 30 über Kopf durch die Leitung 32 entnommen. Der Wasserdampf läßt sich durch Kondensation sowie durch Trocknen nach bekannten Verfahren entfernen, während sich das Schwefeldioxid anschließend je nach Wunsch in Schwefelsäure oder schweflige Säure umwandeln läßt. Die in dem Säurewäscher 30 vorherrschende Temperatur liegt bei etwa 93 bis 107 C. Daneben entsteht in dem Säurewäscher eine wässrige Aufschlämmung von Ammoniumsulfat and Arr moniumbisulfat. Das letztere ist löslicher und liegt deshalb vollständig in Lösung vor, während die Aufschlämmung sowohl gelöstes als auch kristallines Ammoniumsulfat enthält. Die Aufschlämmung wird aus dem Säurewäscher 30 durch die Aufschlämmungsleitung 33 abgezogen.bisulfite in the stream 27 µm, releasing sulfur dioxide and evaporating a significant amount of water. A mixture from sulfur dioxide and water vapor is removed from the acid scrubber 30 overhead through the line 32. The water vapor can be removed by condensation and by drying according to known processes, while the sulfur dioxide is then removed can be converted into sulfuric acid or sulphurous acid as desired. The prevailing in the acid scrubber 30 The temperature is around 93 to 107 C. In addition, an aqueous suspension of ammonium sulfate is formed in the acid scrubber and ammonium bisulfate. The latter is more soluble and therefore lies completely in solution before, while the slurry both Contains dissolved as well as crystalline ammonium sulfate. The slurry leaves the acid scrubber 30 through the slurry line 33 deducted.

Die Ammoniumsulfat/Ammoniumbisulfataufschlämmung in der Leitung 33 wird in einen heißen Verbrennungsgas strom 34 eingedüst und mit diesem zusammen in einen Zersetzer 35 weitergeleitet, wo der größte Teil des Ammoniumsulfats bei Temperaturen von etwa 343 bis 427 C zu Ammoniumbisulf at und Ammoniak zersetzt wird. Der Zersetzer 35 läßt sich auch auf andere, an sich bekannte Weise erhitzen, gewünschtenfalls beispielsweise mitThe ammonium sulfate / ammonium bisulfate slurry in line 33 is injected into a hot combustion gas stream 34 and passed along with this to a decomposer 35, where most of the ammonium sulfate is at temperatures is decomposed from about 343 to 427 C to ammonium bisulfate and ammonia. The decomposer 35 can also be used on others heat in a known manner, if desired, for example with

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über erhitztem Wasser dämpf. .. Das in der Aufschlämmung enthaltene Wasser wird verdampft, worauf sich das Ammoniumsulfat 7,u Ammoniak und Tröpfchen von Ammoniumsulfat und -bisulfat zersetzt, wobei die letzteren in dem Gasstrom suspendiert sind. Das Produkt von Ammomumsulfat und -bisulfat wird am Boden des Zersetzers 35 gesammelt und durch die Leitung 36 für geschmolzene Salze abgezogen. Die in dem Zersetzer 35 entstehenden, im wesentlichen von Verbrennungsgasen und Ammoniak gebildeten gasförmigen Produkte werden über Kopf durch die Leitung 37 aus dem Zersetzer 35 abgezogen.Steam over heated water. .. That in the slurry The water contained is evaporated, whereupon the ammonium sulfate 7, u ammonia and droplets of ammonium sulfate and bisulfate decomposes, the latter being suspended in the gas stream are. The product of ammonium sulfate and bisulfate is collected at the bottom of the decomposer 35 and passed through the Line 36 withdrawn for molten salts. The gaseous products which arise in the decomposer 35 and are essentially formed by combustion gases and ammonia become withdrawn overhead through the line 37 from the decomposer 35.

Die den Zersetzer 35 verlassenden Gase gelangen in den Ammoniakreaktor 40. Der zweite Anteil der verbrauchten Absorptionslösung strömt durch die Leitung 28 und wird den Erfordernissen entsprechend mit Wasser verdünnt, welches durch die Leitung 41 zugeführt wird. Die verdünnte verbrauchte Absorptionslösung gelangt durch die Leitung 41 von oben her in den Ammoniakreaktor 40. Der größte Teil des Ammoniaks in dem Gasstrom 37 wird von der Lösung absorbiert und frische Absorptionslösung wird durch die Bodenleitung 43 dem Ammoniakreaktor entnommen. Die Temperatur in dem Ammoniakreaktor 40 wird auf dem gewünschten Betriebswert gehalten, indem ein Teil des Inhalts der Leitung 43 mit Hilfe eines Pumpenkreislaufs Über eine Rückleitung 44 und einen Kühler zurückgeführt wird. Die gekühlte Lösung tritt am Kopf des Ammoniak-The gases leaving the decomposer 35 reach the ammonia reactor 40. The second portion of the consumed absorption solution flows through line 28 and becomes as required diluted with water, which is supplied through line 41. The diluted used absorption solution passes through the line 41 from above into the ammonia reactor 40. Most of the ammonia in the gas stream 37 is from the Solution is absorbed and fresh absorbent solution is withdrawn through the bottom line 43 from the ammonia reactor. The temperature in the ammonia reactor 40 is kept at the desired operating value by a part of the content of the line 43 with the help a pump circuit is returned via a return line 44 and a cooler. The cooled solution occurs at the head of the ammonia

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-. 18 --. 18 -

reaktors 40 ein. Der restliche Anteil der Lösung in der Leitung 43 fließt durch die Leitung 46 in den Vorratstank 21. Nicht absorbierte Gase, insbesondere Stickstoff, Kohlendioxid und Spuren Ammoniak, werden aus dem Ammoniakreaktor 40 über Kopf durch die Leitung 47 abgezogen und in den Schwefeldioxidabsorber 20 ztarückgeleitet.reactor 40 a. The remainder of the solution in line 43 flows through line 46 into storage tank 21. Unabsorbed gases, particularly nitrogen, carbon dioxide and traces Ammonia are withdrawn from the ammonia reactor 40 overhead through the line 47 and into the sulfur dioxide absorber 20 zta returned.

Gemäß Erfindung wird das Ammoniumsulfat und -bisulfatprodukt , welches den Zersetzer 35 durch die Leitung 36 verläßt, in zwei Teile aufgespalten. Der größere Anteil wird durch die Leitung 31 in den Säurewäscher 30 zurückgeführt. Ein kleinerer Anteil wird durch die Leitung 50 in die Brennkammer 10 zurückgeleitet und dort zu Schwefeldioxid, Stickstoff, "Wasserdampf und einer kleinen Menge Schwefeltrioxid zersetzt. Die in die Brennkammer über die Leitung 50 zurückgeführte Menge an Ammoniumsulfat und -bisulfat ist so groß, daß sowohl eine Ansammlung als auch eine Verarmung an sechswertigem Schwefel in dem System verhindert wird. Diese Menge an Schwefel, ausgedrückt in Grammatom je Stunde, ist im wesentlichen äquivalent der Summe der Menge an Schwefel in Grammatom je Stunde, welche im Schwefeldioxidabsorber 20 von der Wertigkeit 4 zur Wertigkeit 6 oxydiert wird, plus der Menge aa Schwefeltrioxid, welche mit dem ankommenden Abgas in den Absorber 20 eintritt. Das Ammoniumsulfat und -bisulfat kann entweder kontinuierlich oder intermittierend durch die Leitung 50According to the invention, the ammonium sulfate and bisulfate product, which exits the decomposer 35 through line 36 in two Split up parts. The greater part is returned to the acid scrubber 30 through the line 31. A smaller proportion will returned through the line 50 into the combustion chamber 10 and there to sulfur dioxide, nitrogen, "water vapor and a small Amount of sulfur trioxide decomposed. The amount of ammonium sulfate and bisulfate returned to the combustion chamber via line 50 is so large as to prevent both accumulation and depletion of hexavalent sulfur in the system. These The amount of sulfur, expressed in gram atoms per hour, is essentially equivalent to the sum of the amount of sulfur in Gram atom per hour, which is oxidized in the sulfur dioxide absorber 20 from the value 4 to the value 6, plus the amount aa sulfur trioxide, which enters the absorber 20 with the incoming exhaust gas. The ammonium sulfate and bisulfate can either continuously or intermittently through line 50

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strömen. Vorzugsweise strömt dieses Produkt durch die Leitung in geschmolzenem Zustand, so daß es in die Brennkammer 10 durch geeignete Sprühdüsen (nicht dargestellt) eingeführt werden kann, die sowohl hitze- als auch korrosionsfest sind. Andererseits kann das geschmolzene Gemisch aus Ammoniumsulfat und -bisulfat, insbesondere dann, wenn die Brennkammer 10 und der Zersetzer 35 entfernt voneinander angeordnet sind, zunächst verfestigt und dann zu feinen Teilchen aufgebrochen werden, welche ihrerseits in den Rauchgasstrom in der Brennkammer 10-mit Hilfe eines geeigneten Injektionssystems für Feststoffe eingeführt werden.stream. This product preferably flows through the conduit in a molten state so that it passes into the combustion chamber 10 suitable spray nozzles (not shown) can be introduced, which are both heat and corrosion resistant. On the other hand, it can molten mixture of ammonium sulfate and bisulfate, in particular when the combustion chamber 10 and the decomposer 35 are arranged at a distance from each other, first solidified and then closed fine particles are broken up, which in turn in the flue gas flow in the combustion chamber 10 - with the help of a suitable Injection system for solids are introduced.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung soll weiterhin das nach folgende Beispiel dienen.
Beispiel
The example below is intended to further explain the invention.
example

Ein kohlenstoffhaltiger Brennstoff wird in der Brennkammer 10 unter Anwendung eines geringen Luftüberschusses verbrannt, wobei ein Rauchgas entsteht, welches etwa 0, 23 Vol% Schwefeldioxid sowie etwa 0, 005 Vol% Schwefeltrioxid enthält. Dieses Verbrennungsgas wird in dem Luftvorerhitzer 12 gekühlt und in Aufwärts richtung durch den Schwefeldioxidabsorber 20 geschickt, in dem es mit der nach unten strömenden wässrigen Absorptionslösung in Kontakt kommt. Diese Lösung enthält im wesentlichen Ammoniumsulfit, wobei ferner Ammoniumbisulf it, Ammoniumsulfat und Ammonium bisulfat vorhanden sind, und zwar typischerweise etwa 14, 8 Mol NH , 7,4 Mol SO und 0, 9 Mol SO, auf 100 Mol Wasser, wobei der pH-A carbonaceous fuel is in the combustion chamber 10 under Application of a small excess of air burned, whereby a flue gas is produced, which about 0.23 vol% sulfur dioxide as well contains about 0.005 vol% sulfur trioxide. This combustion gas is cooled in the air preheater 12 and in an upward direction sent through the sulfur dioxide absorber 20 by contacting it with the downward flowing aqueous absorption solution comes. This solution essentially contains ammonium sulphite, ammonium bisulphite, ammonium sulphate and ammonium bisulphate are present, typically about 14.8 moles of NH, 7.4 moles of SO and 0.9 moles of SO, per 100 moles of water, the pH

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Wert bei 6, 6 liegt. Diese Absorptionslösung wird in den Absorber 20 über die Leitung 17 eingeführt. Der Absorber 20 wird bei 5QQC und Normaldruck betrieben. Dg.e entsehwef elte Abgas wird über Kopf durch die Leitung 23 abgezogen, während die verbrauchte Absorptionslösung durch die Leitung 24 in den Tank 25 gelangt. Die verbrauchte Absorptionslösung enthält überwiegend Ammonium^· bisulfit sowie etwas Ammoniumbisulfat, d. h. typiseherweise etwaValue is 6, 6. This absorption solution is introduced into the absorber 20 via the line 17. The absorber 20 is operated at 5Q Q C and normal pressure. Dg.e entsehwef elte exhaust gas is withdrawn overhead through line 23, while the used absorption solution passes through line 24 into tank 25. The used absorption solution contains predominantly ammonium bisulfite and some ammonium bisulfate, ie typically about

14,3 Mol NB,, 10,4 MpI SQ, und 1,2 MqI SQ. auf IQO Mol Wasser, ο ί i 14.3 moles NB, 10.4 MqI SQ, and 1.2 MqI SQ. on IQO moles of water, ο ί i

wobei der pH^Wert §,. 2 beträgt.where the pH ^ value § ,. 2 is.

Die verbrauehte Absorptionslösung wird auf dem Tank 25 durch die Leitung 16 abgezogen und in die beiden Ströme 2,1 und ?E auf-geteilt. Pe* Strom 27 gelangt in den S äurejwäseher 30, in den dureh die Leitung 31 geseHmcitlzenes Aminoniumbisulfat eingeführt wird. Die Temperatur der Lösung in, dem Säurewä§eh§r 3Q beträgt etwa 93 bis, IQtT0G, Schwefeldioxid und Wasserdampf werden über Kojjf durch die Leitung 32 entnsrifiHfien, Darüber hinauj bildet iieh in dem Säurewäsche.r 30 eilie wässrige Aiifsehläi?imuE(g, welche sowohl ge-^ löstes al§ avieh njijht gelöstes Amneiöniviriisulfa.t neben etwas gelöstem Ammtniumljisulfat enthält; typiseherwei§e beträgt der Feststpff? gehalt etwa; 21 Ycufo. Diese Aufschlämmung wird durch die LeitungThe consumed absorption solution is drawn off on the tank 25 through the line 16 and divided into the two streams 2, 1 and? E. Pe * stream 27 enters the S äurejwäseher 30, is introduced into the line 31 dureh geseHmcitlzenes Aminoniumbisulfat. The temperature of the solution in the acid scrub is about 93 to 0 G, sulfur dioxide and water vapor are removed via conduit 32, and in the acid scrub they also form watery residues ( g, which contains both dissolved and njijht dissolved Amneioniviriisulpha t together with some dissolved Ammntnium iisulphat; typically the solids content is about; 21 ycufo. This slurry is passed through the pipe

D|e. wässrige Aixfsehlämmung in der Leitung 33 wird in einen heißen Verbrennungsgas strom 34 eingespritzt und das gebildete GemischD | e. aqueous Aixfsehlämmung in the line 33 is in a hot Combustion gas stream 34 is injected and the mixture formed

strömt anschließend in den Zersetzer 35. Das Wasser der Aufschlämrmuig wird schnell verdampft, was zur Bildung von Salzteilchen führt, welche von dem heißen Verbrennungsgasstrorn umgeben sind. Der größte Teil des in den Zersetzer gelangenden Ammonium sulfat s wird zu Ammoniumbisulfat und Ammoniak zersetzt. Das geschmolzene Ammoniumbisulfat mit einem geringen Gehalt an nicht zersetztem Ammoniumsulfat wird in einer Wanne am Boden des Zersetzers 35 gesammelt. Das geschmolzene Salz wird von hier über die Leitung 36 abgezogen, während die heißen Verbrennungsgase mit dem in dem Zersetzer 35 gebildeten Ammoniak über Kopf durch die Leitung 37 weitergeleitet werden.then flows into the decomposer 35. The water of the Aufschlämrmuig is rapidly evaporated, resulting in the formation of salt particles which surround the hot combustion gas stream are. Most of the ammonium sulfate entering the decomposer is decomposed into ammonium bisulfate and ammonia. The molten ammonium bisulphate with a low content of undecomposed ammonium sulphate is placed in a pan collected at the bottom of the decomposer 35. The molten salt is withdrawn from here via line 36, while the hot Combustion gases with the ammonia formed in the decomposer 35 are passed on overhead through the line 37.

Das Gasgemisch in der Leitung 37 wird zusammen mit frischem Ammoniak aus der Leitung 38 unten in den Ammoniakreaktor 40 eingeleitet, in welchem die Gase im Gegenstrom mit einer wässrigen Ammoniumbisulfitlösung in Berührung gebracht werden, welche durch Verdünnen des zweiten Anteils der verbrauchten Absorptionslösung in der Leitung 28 mit Wasser aus der Leitung 41 erhalten wird. Die verdünnte Lösung tritt oben durch die Leitung 42 in den Ammoniakreaktor 40 ein. Der Ammoniak wird von dieser Lösung absorbiert, wobei sich frische Absorptionslösung bildet, welche durch die Leitung 43 aus dem Ammoniakreaktor abgezogen wird. Ein Teil dieser Lösung wird durch einen Pumpenkreislauf mit einer Rück-The gas mixture in the line 37 is fed together with fresh ammonia from the line 38 at the bottom into the ammonia reactor 40 initiated, in which the gases are brought in countercurrent with an aqueous ammonium bisulfite solution in contact, which through Diluting the second portion of the spent absorption solution in line 28 with water from line 41 is obtained. The dilute solution enters the ammonia reactor at the top through line 42 40 a. The ammonia is absorbed by this solution, whereby fresh absorption solution is formed, which through line 43 is withdrawn from the ammonia reactor. Part of this solution is through a pump circuit with a return

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leitung 44 und einem Kühler 45 geschickt, um die gewünschte Betriebstemperatur von etwa 50 C in dem Ammoniakreaktor aufrechtzuerhalten. Der restliche Anteil der frischen Absorptionslösung fließt durch die Leitung 41 in den Vorratstank 21. Nicht kondensierte Gase, in der Hauptsache Verbrennungsgas, werden aus dem Ammoniakreaktor 40 über Kopf durch die Leitung 47 abgezogen und zu dem Schwefeldioxidabsorber 20 zurückgeführt.line 44 and a cooler 45 sent to the desired Maintain operating temperature of about 50 C in the ammonia reactor. The remainder of the fresh absorption solution flows through line 41 into the storage tank 21. Non-condensed gases, mainly combustion gas, are from the ammonia reactor 40 overhead through the Line 47 withdrawn and returned to the sulfur dioxide absorber 20.

Das aus dem Zersetzer 35 durch die Leitung 36 abgezogene Ammoniumbisulfit wird in zwei Teile aufgespalten. Der größere Teil wird durch die Leitung 31 zu dem Säurewäscher 30 zurückgeführt. Der kleinere Teil fließt in geschmolzener Form in die Brennkammer 10 zurück, wo er in die heilen Rauchgase eingedüst wird. Dieser Anteil des Ammoniumbisulfats wird vollständig zu gasförmigen Produkten, nämlich vor allem Stickstoff, Schwefeldioxid und Wasserdampf, zersetzt. Diese Gase strömen zusammen mit den Verbrennungsabgasen in den Schwefeldioxidabsorber 20, wo das Schwefeldioxid absorbiert und der Stickstoff durch die Leitung 23 an die Atmosphäre abgegeben wird.That withdrawn from the decomposer 35 through the line 36 Ammonium bisulfite is split into two parts. The greater part is returned to the acid scrubber 30 through the line 31. The smaller part flows back in molten form into the combustion chamber 10, where it is injected into the healthy flue gases will. This proportion of ammonium bisulfate turns completely into gaseous products, namely primarily nitrogen and sulfur dioxide and water vapor, decomposed. These gases flow together with the combustion exhaust gases into the sulfur dioxide absorber 20, where the sulfur dioxide is absorbed and the nitrogen is released through line 23 to the atmosphere.

In der folgenden Tabelle 1 sind typische Mengenverhältnisse in 454 g Mol je Stunde angegeben.In the following table 1 typical proportions are given in 454 g mol per hour.

1.058.51711.111.058.51711.11

StrömeCurrents in 454 gin 454 g Tabelle 1 .Table 1 . NH3 NH 3 H2OH 2 O Mol je StundeMoles per hour llezuge-
zilfer i*i
der Zeich
nung
llezuge-
zilfer i * i
the character
tion
AbgaseExhaust gases SO2 SO 2 BestandteileComponents 2,1962.196 14,84014,840
ΠΠ 229,300
(1)
229,300
(1)
541541 SQ3 SQ 3 6969 (2)(2)
2222nd 1, 0971, 097 22 2,1272.127 14.84014,840 2323 5454 127127 610610 4, 2504, 250 24.24. 1,5391.539 1,5171.517 IQ, 590IQ, 590 ViVi 442442 178178 890
(8)
890
(8th)
890
(8)
890
(8th)
2828 1,0971.097 5151 I. 250I. 250 ?.l? .l 127127 1, 5001,500 3, QQO3, QQO 3c3c 442442 890
(8)
890
(8th)
ZlZl 941941 941941 3434 6,280
(3) (4)
6.280
(3) (4)
941941 610610 3, OQQ
(6)
3, OQQ
(6)
3636 3737 6,280
O)- (5)
6.280
O) - (5)
941941

120120

47- (2}47- (2}

51 51 5151 51 51

(1) Gesamtstrom einschließlich SQ,(1) Total current including SQ,

(2) Im wesentlichen gesättigt(2) Essentially saturated

(3) Verbrennungsgase(3) combustion gases

(4) Gesamtstrom einschließlich Wasserdampf(4) Total flow including water vapor

(5) einschl. des durch Verbrennung gebildeten Wasser dampf es, jedoch ohne den Ammoniak und das Wasser, welche durch die Leitung 24 zugeführt werden(5) Including the water vapor formed by combustion, however without the ammonia and the water, which through the line 24 are fed

109851/1111109851/1111

ViVi

(6) Lediglich das Wasser des Stromes 24, jedoch nicht der Wasserdampf des Verbrennungsgases (Strom 26).(6) Only the water from stream 24, but not the water vapor of the combustion gas (stream 26).

(7) Wasser wird je nach den Erfordernissen zugesetzt(7) Water is added as required

(8) Vgl. auch Tabelle 2 hinsichtlich der Zusammensetzung bezüglich der Salzbestandteile.(8) See also Table 2 with regard to the composition the salt components.

Das SO in dem Strom 16 besteht sowohl .aus dem SO aus der Zer-2 . & The SO in stream 16 consists of both the SO from the decomposition 2. &

Setzung des Ammoniumbieulfats als auch aus dem SO aus der Verbrennung des Brennstoffes. Die Volumina an unlöslichen Gasen (ζ. Β. CO^ und Stickstoff) in den Leitungen 23 und 47 sind nicht angegeben.Settlement of the ammonium sulphate as well as of the SO from the combustion of the fuel. The volumes of insoluble gases (ζ. Β. CO ^ and nitrogen) in lines 23 and 47 are not specified.

■Et■ Et

Das gesamte salrförmige Produkt in dem Zersetzer ist als Ammoniumbisutfat angegeben, obgleich gewöhnlich auch kleine Mengen an Ammoniumsulfat vorhanden sind. All of the saline product in the decomposer is as ammonium bisutfate although small amounts of ammonium sulfate are usually also present.

Die folgende Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzung der Ströme in den Leitungen 31 und 33 in 454 g Mol je Stunde hinsichtlich des Salzgehaltes. The following table 2 shows the composition of the streams in lines 31 and 33 in 454 g mol per hour with regard to the salt content.

Tabelle 2Table 2

BestandteileComponents

Ammoniümbis ulfat (ge s dhmol ζ en) Ämmoniumbisulfat (in Lösung) Ammoniutnsulfat (in Lösung) Ammoniumsulfat (fest) WasserAmmonium bisulfate (ge s dhmol ζ en) Ammonium bisulphate (in solution) ammonium sulphate (in solution) Ammonium sulphate (solid) water

Stromcurrent

31
MUH«
31
MUH «
3333 - 382382
890890 242242 317317 30003000

10 935 1 /111110 935 1/1111

Claims (3)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur Entschwefelung von geringe Mengen Schwefeldioxid und Sauerstoff enthaltenden Verbrennungsabgasen, welche bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen mit einem kleinen bis mäßigen Luftüberschuß in einem Verbrennungskessel entstehen, wobei man die Verbrennungsabgase mit einem ammoniakhaltigen Absorptionsmittel in einem Schwefeldioxidabsorber in Berührung bringt, in dem ein kleiner Teil des vierwertigen Schwefels in den sechswertigen Zustand übergeht, woraiu man ein Abgas mit vermindertem Schwefeldioxidgehalt und eine Schwefel in vier- und sechswertigem Zustand enthaltende Lösung abzieht, mindestens einen Teil der Lösung mit Ammoniumbisulfat in einem Säurewäscher zur Freisetzung von Schwefeldioxid und zur Erzeugung einer wässrigen, fließfähigen, Ammoniumsulfat und -bisulfat enthaltenden Mischung ansäuert, das Wasser der Mischung abdampft und den größeren Teil des in dem Gemisch enthaltenen Ammoniumsulfats zu Ammoniumbisulfat und Ammoniak zersetzt, dadurch gekennzeichnet, daß man einen überwiegenden Teil des so erhaltenen Ammoniumbisulfats zur Ansäuerung der abgezogenen Lösung in den Säurewäscher und einen kleineren Teil des Ammoniumbisulfates in die Brennkammer zurückleitet, wo letzteres zu einem gasförmigen, Stickstoff, Schwefeldioxid und Wasserdampf enthaltenden Gemisch zersetzt wird.1. A method for the desulfurization of small amounts of sulfur dioxide and oxygen-containing combustion exhaust gases, which arise when burning carbonaceous fuels with a small to moderate excess of air in a combustion boiler, whereby the combustion exhaust gases are brought into contact with an ammonia-containing absorbent in a sulfur dioxide absorber in which a A small part of the tetravalent sulfur changes into the hexavalent state, whereupon an exhaust gas with a reduced sulfur dioxide content and a solution containing sulfur in a tetravalent and hexavalent state is withdrawn, at least part of the solution with ammonium bisulfate in an acid scrubber to release sulfur dioxide and to generate an aqueous one , flowable mixture containing ammonium sulphate and bisulphate is acidified, the water in the mixture evaporates and the greater part of the ammonium sulphate contained in the mixture decomposes to ammonium bisulphate and ammonia, thereby k Characterizes that a predominant part of the ammonium bisulfate thus obtained is returned to the acid scrubber to acidify the withdrawn solution and a smaller part of the ammonium bisulfate is returned to the combustion chamber, where the latter is decomposed into a gaseous mixture containing nitrogen, sulfur dioxide and water vapor. 10 9 8 5 1/111110 9 8 5 1/1111 212P818212P818 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wässrige ammoniakhaltige Absorptionsmittel Ammoniumsulfit als gelösten Hauptbestandteil enthält. -2. The method according to claim 1, characterized in that the aqueous ammonia-containing absorbent contains ammonium sulfite as the main dissolved component. - 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Brennkammer zurückgeleitete Ammoniumbi sulfatmenge etwa der Summe aus der Menge, welche im Schwefeldioxidabso^ber vom vier- in den sechswertigen Zustand oxydiert "wird und aus der Menge, welche in Form von Schwefeltrioxid mit dem ankommenden Verbrennungsabgas in den Absorber eingeleitet wird, äquivalent3. The method according to claim 1, characterized in that the Amount of ammonium bisulfate returned to the combustion chamber about the sum of the amount that is absorbed in the sulfur dioxide from the tetravalent to the hexavalent state "is oxidized" and from the amount, which in the form of sulfur trioxide with the incoming Combustion exhaust gas is introduced into the absorber, equivalent :" . ist.:" . is. ugs :cmugs: cm 10 9 8 5 1/111110 9 8 5 1/1111
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