DE2129231A1

DE2129231A1 - Verfahren zur Abscheidung von Schwe feldioxyd aus den Rauchgasen der Ver brennung schwefelhaltiger Brennstoffe

Info

Publication number: DE2129231A1
Application number: DE19712129231
Authority: DE
Inventors: Walter C Matty Robert E Alliance Ohio Lapple (V St A ) P
Original assignee: Babcock and Wilcox Co
Current assignee: Babcock and Wilcox Co
Priority date: 1970-08-11
Filing date: 1971-06-12
Publication date: 1972-02-24
Also published as: DE2129231B2; GB1344700A; DE2129231C3; JPS5144496B1; ES391709A1; CA955378A; FR2104214A5; US3758668A

Description

Anmelder: THE BABCXK & WILCOX COMPANY

161 East 42nd Street, New York, N.Y. 10017

Titel: Verfahren zur Abscheidung von Schwefeldioxyd aus den Rauchgasen der Verbrennung schwefelhaltiger Brennstoffe

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung von Schwefeldioxid aus den Rauchgasen der Verbrennung schwefelhatiger Brennstoffe, wobei die Rauchgase gereinigt und mit einer absorbierenden Flüssigkeit in Kontakt gebracht werden, die Magnesiumoxid enthält.

Bei der Verbrennung schwefelhaltiger fossiler Brennstoffe enthalten die entstehenden Gase Schwefelaxyde, dei beim Austreten in die Atmosphäre eine Belästigung der Öffentlichkeit sein können.

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Es sind bereits viele Versuche gemacht worden, den Schwefeloxidgehalt von in die Atmosphäre austretenden Rauchgasen herabzusetzen, wobei vom technischen Standpunkt aus viele dieser Versuche als erfolgreich zu bezeichnen waren. Nach streng wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist jedoch bisher die Beseitigung des Schwefeldioxides aus den Verbrennungsprodukten fossiler Brennstoffe nicht zu rechtfertigeno Der Druck der Öffentlichkeit zwingt aber die Betreiber von Kesseln zur Verringerung oder Beseitigung dieser Form der Luftverschmutzung, und insbesondere die Strom erzeugenden Industrien sind gezwungen, die Verschmutzungsstoffe in den Schornsteinemissionen in die Atmosphäre zu verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Abscheidegrad der bei der Beseitigung des S0~ aus den Rauchgasen verwendeten bekannten Verfahren zu verbessern und den gewonnenen Schwefel in eine wider verwendbare oder verkäufliche Form umzuwandeln, so daß der wirtschaftliche Verlust eines derartigen Verfahrens bei gleichzeitiger Verringerung der luftverschmutzenden Emissionen in die Atmosphäre auf ein Minimum verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der Verbrennung eines schwefelhaltigen fossilen Brennstoffes dadurch gelöst, daß sie mit einem magnesiumoxidhaltenden Flüssigkeit in Kontakt gebracht werden, wobei die Magnesiumsulfitkristalle zunächst mit einem kohlestoffhaltigen Granulat gemischt werden. Anschließend wird dieses Gemisch in Anwesenheit eines Bindemittels zur Bildung von Pellets erhitzt. Daraufhin erfolgt die Wärmebehandlung der Pellets zur Zerlegung der Kristalle und zur Erzeugung eines Gasstromes, der konzentrierte S0_-

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Gase und MgO-Partikel enthält.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die bei der Verbrennung eines schwefelhaltigen fossilen Brennstoffes entstehenden Rauchgase durch eine Vorrichtung geleitet, um die in den Gasen mitgerissenen Feststoffteilchen abzuscheiden. Die Gase werden vor/oder nach der Abscheidung der Feststoffteilchen hinsichtlich ihrer Temperatur behandelt und sodann in einem wässrigen Absorptionsmittel gewaschen, so daß die schwefelhaltigen Gase in diesem arbsorbiert werden. Die im wesentlichen staub- und schwefelgasfreien Rauchgase werden dann in die Atmosphäre gefuhrt. Das Absorptionsmittel ist erfindungsgemäß ein magnesiumoxydhaltiger Schlamm, in dem das Schwefeldioxid absorbiert wird, wobei Magneeiumsulfitkristolle in dem Schlamm gebildet werden. Danach werden diese aus dem Schlamm abgeschieden, und der Schlamm und geeignete Zusatzstoffe werden in die Absorptionszone zurückgeführt.

Zweckmäßigerweise enthält die Absorptionsflüssigkeit nach einer weiteren Au§gestaltung der Erfindung einen Schlamm von Magnesiumoxyd und Magnesiumhydroxyd, wobei der Magnesiumoxydgehalt des Schlammes in der Größenordnung von 10 bis 50 Gew.?S liegt.

Die aus der Naßwäscherstufe austretende Flüssigkeit wird vorteilhafterweise gesondert eingedickt, wobei die Reinigungsflüssigkeit zur Wäscherkontaktzone zurückgeführt wird.

In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die eingedickte austretende Flüssigkeit mit Dolomit zu mischen und als Zusatzstoff

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zum Magnesium zu verwenden.

Die Erhitzung der Kristalle erfolgt erfindungsgemäß dazu, um das Kristallisationswasser zu reduzieren und die Kristalle mit Kohlenstoff und einem Bindemittel zu pelledisieren. Die Pellets werden wärmebehandelt, so daß sie sich in aktive MgO-Partikel und gasförmiges SO« trennen. Das MgO wird wieder der Absorptionszone zugeführt, während das SO«, das einen hohen Reinheitsgrad aufweist, in ein verkäufliches Produkt, wie z. B. Schwefelsäure oder Elementarschwefel um gewandelt werden kann.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Verfahren den Abscheidegrad bei der Beseitigung des Schwefeldioxids aus den Rauchgasen verbessert und dabei die verwendeten Stoffe in verkäufliche Produkte umwandelt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 α eine schematische Ansicht eines SO« Absorptionssystems und

Fig. 1 b eine alternative Ausführung nach Fig. 1 a.

Obwohl die Erfindung in der Anwendung bei einem kohlestaubgefeuerten Kraftwerkskessel als Beispiel dargestellt und beschrieben wird,

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versteht es sich, daß die Erfindung im Zusammenhang mit der Verbrennung anderer fossiler Brennstoffe und in anderen Arten von Anlagen verwendet werden kann. Z. B. Können schwefelhaltige flüssige Brennstoffe oder sogar gasförmige Brennstoffe zusätzlich zu festen Brennstoffen in der dargestellen Feuerung verbrannt werden, Die bei der Verbrennung erzeugte Wärme kann für andere Zwecke als zur Dampferzeugung und zur Heizung verwendet werden.

Wie in der Zeichnung dargestellt, wird Kohlenstaub in einer Kesselfeuerungs 10 in bekannter Weise verbrannt. Die heißen Verbrennungsgase geben ihre Wärme an die Heizflächen ab, um Dampf zu erzeugen und zu erhitzen, der mit relativ geringem Wärmeniveau durch einen Kanal 11 geleitet und in einem Luftvorwärmer 12 zur Aufwärmung der Verbrennungsluft verwendet wird, die durch einen Kanal 13 zur Feuerung des Kessels 10 geleitet wird. Die Gase treten aus dem Luftvorwärmer 12 durch einen Kanal 14 mit einer beispielsweise im Bereich von 107 bis 260 C liegenden Temperatur aus und werden durch einen Entstauber 15 geleitet, um die Feststoffpartikel aus den Verbrennungsgasen abzuscheiden.

In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist. der Entstauber 15 ein Naßwäscher, und zwar genauer gesagt ein Venturi wäscher 16. Es versteht sich, daß auch andere Arten von Entstaubern verwendet werden können, aber in der speziellen dargestellten Anlage ist es aus Gründen, die aus den nachstehenden Ausführungen hervorgehen, ein erheblicher Vorteil, einen Naßwäscher zu verwenden. Der Venturiwäscher 16 ist in der Technik

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bekannt, wo die Konstruktion dazu dienen soll, einen engen Kontakt zwischen einer Sprühflüssigkeit und dem eintretenden staubhaltigen Gas herzustellen. Bei dieser speziellen Anwendung ist die Gasgeschwindigkeit durch die Kehle relativ gering bei geringem Gasdruckverlust der durchströmenden Menge. Das Gas gelangt in Berührung mit der Sprühflüssigkeit, wobei die Staubpartikel zusammenbacken und eingefangen werden, so daß zumindest die größeren Teilchen in dem unteren Teil des Wäschers abgesetzt werden. Gewöhnlich entweichen einige der feineren Staubteilchen und treten mit der Gasströmung aus dem Wäscher aus.

Der nach unten divergierende Teil des Venturiwäschers 16 öffnet sich in einen Behälter M₁ der einen Sumpf oder einen Behälter für gemischte Feststoffteile und Flüssigkeiten bildet, die sich darin sammeln, und die in Abständen oder kontinuierlich durch ein Rohr 18 in einen Vorratsbehälter 20 geleitet werden, der als Absetzkammer fungiert, in der eine Gravitationstrennung zwischen Flüssigkeiten und Feststoffen erfolgen kann. Die verhältnismäßig staubfreien Gase strömen von dem oberen Teil des Behälters 17 durch eine Leitung 25 in eine Absorptionszone 33, die nachstehend beschrieben wird. Somit dient der Behälter 20 als Eindicker, aus dessen oberem Teil die verhältnismäßig saubere Flüssigkeit durch die Rohre 21 und 22 abgezogen wird, wobei die Pumpe 23 die Strömung zum Venturiwäscher 16 zurückführt.

Die dickere Mischung von Feststoffen und Flüssigkeiten wird durch das Rohr 24 in einen Reaktionsbehälter 26 geleitet, der mit einem

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Eintrittsrohr 27 versehen ist, das dem Zusatz von Dolomit dient, das als chemischer Zusatzbestandteil fUr das System gemäß der nachstehenden Beschreibung verwendet wird. Der chemische Vorgang der Reaktion kann wie folgt ausgedrückt Werdens

CaCO₃ . MgCO₃ + 2 Mg

3 MgSO₃ + 2 C0₂f + 2 H₂O.

Das gebildete CaSO- ist unlöslich und kann durch Filtration ent-

fernt werden. Die feststoffhaltige Flüssigkeit wird durch eine Pumpe 30 aus dem Reaktionsbehälter 26 abgezogen und durch ein Rohr 28 einem Filter 31 zugeleitet, wo die Abscheidung der Feststoffe aus der Flüssigkeit erfolgt und die Feststoffe als Abfall abgeschieden werden. Die Flüssigkeiten aus dem Filter werden in einem Filtratvorratsbehälter 32 zur anschließenden weiteren Verwendung in der Anlage gesammelt.

Nachdem ein großer Teil zumindest der groben Staubpartikel oder Feststoffe aus den Rauchgasen abgeschieden ist, strömen die relativ sauberen Gase, die aus dem Venturiwäscher 16 austreten, durch den Kanal 25 in einen Absorptionsturm 33, in dem die Gase mit einer Absorptionsflüssigkeit in Berührung treten, die überwiegend aus einem Schlamm aus Magnesiumoxyd und Magnesiumhydroxyd zusammengesetzt ist.Die Absorptionsflüssigkeit absorbiert das gasförmige SO-, das in den Rauchgasen enthalten ist, so daß die aus dem Absorptionsturm austretenden GAse im wesentlichen bei ihrer Abführung in den Schornstein 34 frei von Staub und SO« sind.

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In der dargestellten Ausfühtungsform der Erfindung kann der Absorptionsturm 33 eine geeignete, nach dem Stand der Technik bekannte Ausfuhrung sein. Z. B. kann der Absorptionsturm die allgemein als Glockenbodentyp bekannte Ausführung sein, oder er kann aus einem System von in Reihe geschalteten Venturiwäschern bestehen. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird es jedoch vorgezogen, einen Typ der Absorptionsvorrichtung zu verwenden, bei der die Flüssigkeit in einem Turm ausreichend lange verweilen kann, um die Absorption zu begünstigen.

Im Betrieb wird der Absorptionsturm 33 mit absorbierendem Schlamm oder absorbierender Flüssigkeit durch ein Rohr 35 und Stutzen gespeist, und zwar mit einem Schlamm, der 10 - 50 % Feststoffe enthält, beispielsweise 30 % Feststoffe. Die Feststoffhaltige absorbierende Flüssigkeit setzt sich vorwiegend zusammen aus einer Mischung von Magnesiumoxyd mit Trägerwasser während der Überleitung von einem MgO-Vorratsbehälter 37 (siehe Fig. IB); der Schlamm wurd durch das Rohr 38 geleitet. Wenn es unter besonderen Umständen wünschenswert ist_f kann das MgO vor Zuführung zu dem Turm 33 gelöscht werden. Wie in der Zeichnung dargestellt, stammt ein Teil der absorbierenden Flüssigkeit, die in dem Turm 33 verwendet wird, aus dem Filtrat vom Filter 31, das durch das Rohr 40 und die Pumpe 41 strömte Die Abströmung aus der Pumpe 41 ist als Selektivströmung durch das mit einem Ventil versehene Rohr 42 angeordnet, das an das Rohr 38 angeschlossen ist, sowie durch das mit Ventil versehene Rohr 43, aus dem der Austritt in eine Zentrifuge 62 (siehe Fig. IB) erfolgt, wie nachstehend beschriebene

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Nach im Gegenstrom erfolgender Berührung zwischen den Gasen und dem Schlamm im Turm 33 sammelt sich der Schlamm im Trichterboden und wird in einer gesteuerten Menge durch eine Pumpe 46 abgezogen und durch ein Rohr 47 geleitete Das Rohr endet an einer Zentrifuge 48 und ist gleichfalls mit einem mit Ventil versehenen Abzweigrohr 50 versehen, das an das Rohr 35 angeschlossen ist, das zu den Stutzen 36 im Turm 33 führt. Somit wird der durch das Rohr 35 als Sprühung in den Turm 33 gelangende Schlamm zur Absorbierung des in den durchströmenden Gasen enthaltenen SCL als Gemisch aus zurückgewonnenem MgO-Schlamm gebildet, der durch das Rohr 38 geleitet wird, aus Filtrat vom Behälter 32, das durch das Rohr 42 geleitet wird, und aus rückgeführtem Schlamm vom Boden des Turmes, der durch das Bohr 50 hinzugefügt wird.

Die Zentrifuge 48 teennt die Flüssigkeit von den Magnesiummonosulphitkristallen, die durch den Kontakt zwischen dem SO„-haltigen Gas und dem absorbierenden Schlamm im Absorptionsturm 33 gebildet werden«, Die Kristalle bestehen vorwiegend aus Magnesiummonosulphit in relativ reiner Form, obwohl es offensichtlich ist, daß mit den aus der Zentrifuge ausgetragenen Monosulphitkristallen auch einige der Feststoffe, die aus der Brennstoffasche stammen, ausgetragen werden. Die aus der Zentrifuge durch das Rohr 51 austretenden Monosulphitkristalle werden im allgemeinen die Form MgSO„ . 6 ILO haben, da das Hydrationswasser in diesem Prozeß ziemlich hoch sein wird. Die Kristalle aus der Zentrifuge gehen durch das Rohr 51 in einen Kristallumformer 52, der mit Dampf bis auf eine Temperatur von beispielsweise etwa 95 C

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beheizt wird_o Die Erhitzung der Kristalle formt diese Kristalle zu MgSO_ . 3 H-O um, wodurch der Wassergehalt reduziert wird, ohne auf andere Weise besondere nachteilige Wirkungen auf die Kristalle zu haben«, Die Erfahrung hat gezeigt, daß eine Erhitzung der Kristalle auf höhere Temperaturen als ca. 95°C, um das Kristallisationswasser weiter zu reduzieren, normalerweise auch eine Verschlechterung der Kristalle durch Freisetzung von S0„ und MgO aus den Kristallen verursachen kann.

Die aus der Zentrifuge 48 austretende Flüssigkeit, die zumindest etwas Magnesiumsulphit in Lösung sowie sonstige Bestandteile enthalten wird, die in der Mutterflüssigkeit löslich sind, wird durch ein Rohr 53 in einen Filtratbehälter 54 geleitet, der auch Flüssigkeit direkt aus dem Absorptionsturm 33 über das mit Ventil versehen Rohr 55 aufnehmen kann, wenn eine solche Zuströmung notwendig oder zweckmäßig ist.

Der Filtratbehälter 54 nimmt auch durch das Rohr 56 Waschabgänge direkt vom Filter 31 auf_o Der Behälter 54 nimmt auch zusätzliche Flüssigkeit aus der weiteren Abscheidung von Kristallen aus dem Schlamm (wie nachstehend beschrieben) durch das Rohr 57 auf. Ein Rohr 59 verbindet den Behälter 54 mit der Pumpe 23 für die Zusatzflüssigkeit, die im Venturiwäscher 16 verwendet wird.

Die Kristalle treten in den Kristallumformer 52 in der Form MgSO₁, . 6 H_0 ein und werden auf eine Temperatur in der Größen-Ordnung von 95°C durch Dampf, der über das mit Ventil versehene

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Rohr 58 zugeführt wird, erwärmt und dadurch in die Form MgSO₀

. 3 H.O umgewandelt; der Schlamm wird durch die Pumpe 60 über das Rohr 61 daraus abgezogen und einer zweiten Zentrifuge 62 zugeführt. Der Zentrifuge 62 wird ebenfalls Flüssigkeit vom Behälter 32 durch das Rohr 43 zugeführt, das mit einem mit Ventil versehenen Abzweigrohr 63, versehen ist, welches zu einem nachstehend beschriebenen Trockner 64 führte

Die in der Zentrifuge 62 abgeschiedene Flüssigkeit strömt durch das Rohr 57 zum Behälter 54, während die Feststoffe durch die Leitung 65 zu einem Mischwerk 66 bekannter Konstruktion geleitet werden. In dem Mischwerk 66 werden die Kristalle mit Kohlenstaub gemischt, der durch die Leitung 67 zugeführt wird, so daß Pellets zur anschließenden Wärmebehandlung der Magnesiumsulphitkristalle gebildet werden können.

Aus dem Mischer 66 wird die Mischung durch das Rohr 70 einem Trockner 64 zugeführt, der als Wirbelschichtkonstruktion ausgeführt ist, um das Pelletisieren der Stoffe zu erleichtern, und dem die heißen Wirbelschichtgase aus einer Kohlestaubfeuerung 68 zuströmen. Bei der Bildung der Pellets ist es zweckmäßig, ein Bindemittel zu benutzen, so daß die Pellets ausreichend fest und so hart sind, daß sie verarbeitet werden können. In der dargestellten Ausfübrungsform besteht das Bindemittel aus Magnesiumsulphat,das in der in dem Filtratvorratsbehälter 32 befindlichen Flüssigkeit vorhanden ist. In dem Filtratvorratsbehälter 32 wird die zum Waschen der Rauchgase verwendete Flüssigkeit gesammelt.

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Diese Flüssigkeit wird dem Trockner 64 durch das Rohr 63 in den richtigen Mengen direkt zugeführt, um die Pellets zu besprühen und die Bildung von gehärteten Pellets im Trockner zu fördern.

Der dargestellte Trockner 64 ist als herkömmliche Wirbelschichtkonstruktion ausgeführt, wobei die Rohmischung dem Trockner in gesteuerter Menge und Geschwindigkeit vom Mischwerk über ein Rohr 70 zu dem über dem Rost 72 ausgebildeten Schichtbett 71 zugeführt wird· Eine Uberström-Austrittsleitung 73 ist mit einer Abdichtung,wie z. B. einem Förderstern 74 versehen, um die harten getrockneten Pellets gesteuert zum unteren Ende eines mechanischen Hebewerkes 75 abzuziehen· Das durch das Rohr 63 zugeführte flüssige Bindemittel wird durch die Düse 76_t die in dem freien Raum über dem oberen Nenn-Niveau 77 des Wirbelschichtbettes 71 angeordnet ist, versprüht· Das Bindemittel bildet auf den Pellets während der Erwärmungszeit einen Überzug, und während einige Bestandteile des Bindemittels durch eine Entlüftungsleitung 78 ausgetragen werden können, geht der größte Teil der Brüden und Gase, die durch die Leitung geführt werden, dem System nicht verloren. Nach Durchgang durch einen Zyklonabscheider 80 zur Abscheidung mitgerissener Feststoffe, die durch die Leitung 81 zu dem Mischwerk 66 zurückgeführt werden, werden die gasförmigen Stoffe zumindest teilweise durch die Leitung 82 zum Trockner 64 zurückgeführt zur Temperaturregelung der Heiz- und Wirbelschichtgase, die durch die Leitung 85 zwischen der Feuerung 68 und dem Trockner 64 hindurchgeleitet werden. Alle Gase, die die Temper-Anforderungen über-

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steigen, werden durch die Leitung 83 in eine Sammelleitung 84 abgeführt, um dann der Feuerung 10 zugeführt zu werden«.

Die Feuerung 68 kann eine herkömmliche Ausführung sein, in der ein beliebiger Brennstoff verbrannt wird, um die heißen Gase zu erzeugen, die in dem Wirbelschichttrockner 64 verwendet werden. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei der Feuerung 68 jedoch um eine Zyklonfeuerung mit Kohlenstaub, der der Feuerung durch die Leitung 86 zugeführt und in der Mühlenanlage 87 gemahlen wird, die den zur Feuerung gehörigen Kessel 10 beliefert. Der Vorteil bei Verwendung einer Zyklonfeuerung besteht darin, daß es möglich ist, große Teile der Kohlenasche in der Form geschmolzener Schlacke abzuziehen, so daß ein Einschluß von Asche in den Pellets, die vom Hebewerk 75 zum Pelletsvorratsbehälter 88 gefördert werden, auf ein Minimum reduziert wird.

Die Pellets, die Magnesiumsulphit und Kohlenstaub mit geringfügigen Mengen anderer Stoffe enthalten, werden vom Behälter 88 durch einen Aufgeber 90 und eine Schurre 91 in ein Hebewerk 92 eingespeist und gehen von dort in einen thermischen Umwandler, der in der dargestellten Form ein zweistufiger Wirbelschichtreaktor 93 ist. Der Reaktor ist mit zwei im Abstand voneinander übereinander angeordneten Rosten 94 und 95 versehen, bei denen Pelletsschichten 96 und 97 über dem jeweiligen Rost ausgebildet sind. Die eintretenden Pellets strömen durch eine Leitung 98, deren unteres Ende in das Wirbelschichtbett 97 eingetaucht ist.

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und eine gesonderte Leitung 100 ist senkrecht so angeordnet, daß sie durch den Rost 95 hindurchführt, so daß Überströmende Pellets vom oberen Bett 97 in eine Asstrittsstellung gelangen, die im unteren Bett 96 eingetaucht ist. Eine Luftspeicherkammer 101 unter dem Rost 94 nimmt eine gesteuerte Strömung von Wirbelschichtluft durch eine Leitung 102 von einem Gebläse 103 auf. Nach dem Anfahren, wenn ein Zusatzbrennstoff verwendet wird, um die Verbrennung der Kohle in den Pellets einzuleiten, fluidisiert die eintretende Luftströmung die Schichtbetten 96 und und verbindet sich mit dem Kohlenstoff in den Pellets zur thermischen Reaktion der Magnesiumsulphitkristalle, so daß sich reaktionsfähige Magnesiumoxydpartikel bilden und der Schwefel als gasförmige Schwefeloxide und/oder Schwefelwasserstoff freigesetzt wird.

In der dargestelllten Ausführungsform der Erfindung strömt das gasförmige S0„, das aus dem Reaktor 93 durch die Leitung 104 austritt, durch eine Kammer 105, wobei Luft durch den Kanal vom Gebläse 107 zugeführt wird. Die Temperatur der Kammer 105 und der durch die strömenden Gase wird durch indirekten Wärmetausch mit einer Kühlluftströmung geregelt, die über den Kanal 108 von einem Gebläse 110 zugeführt wird.

Die aus der Kammer austretenden Gase durchströmen geeignete Zyklone 111 sowie Sackfilteranlagen Π 2 zur Abscheidung mitgerissener Feststoffe. Die aus den mitreißenden Gasen abgeschiedenen

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Feststoffe werden durch die Leitungen 115 und 116 zum Magnesiumoxydvorratsbehälter 37 abgeführt, wo sie mit den Partikeln verbunden werden, die aus dem Reaktor 93 durch den Kanal 113 und dem Zuteiler 114 austreten.

Die MgO-Partikel, die aus dem Wirbelschichtreaktor 93 und aus dem Zyklon- und Sackfilteranlage anfallen, werden im Behälter 37 verbunden und treten gesteuert über den Zuteiler 122 und das Rohr 123 in ein Zusatzmittelrohr 38 ein^ wo sie mit Wasser gemischt werden, das durch das Rohr 118 zugeführt wird; dann erfolgt der Austritt in das Absorptiobssystem des Verfahrens.

Die Förderung der MgO-Partikel in einem Wasserstrom, so daß sich ein pumpbarer Schlamm bildet, führt zu einer gewissen Hydration des MgO- während der Überführung zum Absorptionsturm 33.

Die staubfreien Gase können dann (wie dargestellt) einem Säureerzeuger 120 zugeführt werden, wie beispielsweise einer herkömmlichen Kontaktanlage, in der die flüssige Abströmung eine Schwefelsäure hoher Qualität ist, die durch das Rohr 121 zum Vorratsbehälter gepumpt wird, Die als Nebenprodukte anfallenden Gase werden durch die Leitung 84 zur Feuerung 10 zurückgeführt.

Im Betrieb des offenbarten Systems enthält die zweistufige Wäscheranordnung einen Venturiwäscher 15 zur Partikelabschei-

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dung, dem ein Turm 33 zur SO«-Absorption nachgeschaltet ist. Der Turm 33 arbeitet mit diesem Schlamm, der beim Austritt aus dem Wäscher einen Feststoffgehalt von etwa 30 % hat. Der Schlamm enthält Magnesiumverbindungen, die im Wäscher umgewandelt werden in MgSQ- . 6 H-0-Kristalle.

Die Flüssigkeit in der Ausströmung aus dem Wäscher 33 wird von den Kristallen in der Zentrifuge 48 abgesondert. Diese Flüssigkeitsausströmung enthält etwas feine Asche, die aus dem Wäscher 16 ausgetreten ist oder von der Kohle herrührt, die in der Pelletisierungsstufe der Anlage verwendet wird. Normalerweise wird die enthaltendeAsche keine besonders nachteilige Auswirkung haben, aber falls notwendig, kann ein Teil des Schlammes direkt über das Rohr 55 zum Behälter 54 geleitet werden. Derartige Asche würde dann durch den Partikelwäscher 16 und den Filter 31 zur Abscheidung zurückgeführt werden. Die abgeschiedenen MgS(L . 6 H_O-Kristalle treten

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aus der Zentrifuge 48 aus und werden dem Kristallumwandler 52 zugeleitet, wo die Abscheidung eines Teils des Kristallisationswassers erfolgt, damit im späteren Verlauf des Prozesses weniger Trocknung erforderlich ist. Die Kristalle und das Wasser werden in dec Zentrifuge 62 getrennt, wobei die Kristalle mit einer Lösung gewaschen werden, die aus dem Venturiwäscher durch das Rohr 43 zugeführt wird. Die Lösung aus dem Wäscher enthält einen hohen Prozentsatz von MgSO., das verwendet wird,

um bei der anschließenden Pelletisierung einen Überzug über

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die Kristalle zu bilden, Die ausströmenden Flüssigkeiten aus beiden Zentrifugen sammeln sich im Behälter 54 und werden zu dem Venturiwäscher 16 zurückgeführt, wo eine gewisse Absorption von SO« erfolgt und ein Teil des MgSO in die Lösliche Form Mg (HSO«)„ umgewandelt wird, wodurch wiederum der pH-Wert so weit reduziert wird, daß die Magnesiumverbindungen in Lösung gehalten werden, was die Abscheidung der Asche im Filter 31 ermöglicht. Gleichzeitig gestattet das dem Behälter 26 zugeführte Dolomit, daß das Magnesium zumindest teilweise in Lösung geht mit der Flüssigkeit, während sich das Kalzium in Form eines unlöslichen CaSO. . hLO bildet, das aus der Flüssigkeit ausgeschieden werden kann. Ein großer Teil der Feststoffe wird so im Filter 31 abgeschieden und das Kalzium wird als Abfall abgeführt. Die im Filter 31 erhaltene Flüssigkeit wird ib drei Ströme aufgeteilt:

1. Ein Strom, der durch das Rohr 43 der Zentrifuge 62 zugeführt wird.

2. Ein Strom, der durch das Rohr 63 dem Trockner 64 zugeführt wird, um MgSO. zu liefern, das als Bindemittel bei der Agglomeration der Magnesiumsulphitkristalle und der Kohle zu Pellets dient.

3. Der Rest des Filtrats wird durch die Rohre 42, 38 und 35 geleitet, um sich mit dem MgO-Schlamm zu mischen und dann dem Absorptionsturm 33 zugeführt zu werden.

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Die grünen Pellets aus dem Mischwerk 66 werden dem Trockner 64 zugeführt, wo zusätzliches Magnesiumsulphat und Warme die Bildung von relativ harten Pellets ermöglichen, die dann durch das System hindurch dem Reaktor 93 zugeführt werden. Die Agglomeration und die Trocknung der Pellets wird bei einer Temperatur von etwa 200 C durchgeführt, und Gase und jeder mitgerissene Staub aus dem Trockner strömen durch die Leitung 83, 84 zur Feuerung 10.

Die Regeneration erfolgt in dem Wirbelschichtreaktor in einem Temperaturbereich in der Größenordnung von 650 C bis 980 C, wobei die Hohle in den Pellets den Brennstoff liefert, der in dem Prozeß erforderlich ist. Das abströmende Gas, das aus dem Reaktor durch die Leitung 104 austritt, enthält etwa 14 % SOn und ist mit Luft gemischt, die den Erfordernissen entsprechend gekühlt wird, und wird einer Direktkontakt-Säureanlage zwecks Erzeugung von Schwefelsäure zugeführt.

Es ist ersichtlich, daß durch kleinere Abänderungen der den Pellets hinzugefügten Kohlenmenge und durch eine genau geregelte Luftmenge zum Reaktor 93 ein Produkt gebildet werden kann, das eis Gemisch von H₉S und S0_ enthält.

Tatsächlich kann das Verhältnis der beiden Gase genau geregelt werden, so daß das gasförmige Produkt einer herkömmlichen Claus-Anlage zur direkten Schwefelerzeugung zugeleitet werden kann.

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Unter solchen Bedingungen wird keine Notwendigkeit bestehen, dem Gast Luft hinzuzufügen, wie im Wärmetauscher 105, oder Wasser (oder Dampf) zusätzlich einer Säurekontaktanlage 120 zuzuführen, da bei Einfuhrung der herkömmlichen Claus-Anlage derartige Vorrichtungen entfallen·

In jedem Falle kann, wenn Schwefel oder Schwefelsäure erzeugt wird, das aus dem Prozeß abströmende Gas direkt der Feuerung 10 wieder zugeführt werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE :

1. Verfahren zur Abscheigung von Schwefeldioxid aus den Rauchgasen der Verbrennung schwefelhaltiger Brennstoffe, wobei die Rauchgase gereinigt und mit einer SCL absorbierenden Flüssigkeit in Kontakt gebracht werden, die Magnesiumoxid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesiumsulphitkristalle zunächst mit einem kohlenstoffhaltigen Granulat gemischt und anschließend in Anwesenheit eines Bindemittels zur Bildung von Pellets erhitzt werden und die Pellets danach einer Wärmebehandlung zur Zerlegung der Kristalle und zur Erzeugung eines Gasstromes unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Rauchgase durch Naßwäsche gereinigt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsflüssigkeit aus einem Schlamm von Magneisumoxyd und Magnesiumhydroxyd zusammengesetzt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß der Magnesiumoxydgehalt des Schlammes in der Größenordnung von 10 bis 50 Gew.jS liegt.

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5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Naßwäscherstufe austretende Flüssigkeit gesondert eingedickt wird, wobei die Reinigungsflüssigkeit zur Wäscherkontaktzone zurückgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eingedickte austretende Flüssigkeit mit Dolomit gemischt als Zusatzstoff zum Magnesium in der Anlage verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abströmende Flüssigkeit gefiltert wird, um die Feststoffe daraus abzuscheiden, und die Feststoffe als Abfall abgeführt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstoff enthaltende Material aus Kohlenstaub besteht.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Verhältnis der Kristalle zum Kohlenstaub die Wärmezufuhr fUr die technische Zerlegung der Pellets erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus Magnesiumsulphat besteht, das während des Naßwaschens des Rauchgases erzeugt wird.

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η. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Magnesiumsulphit, kohlenstaubhaltigem Material und Magnesiumsulphat unter Wärmeeinwirkung pelletisiert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Magnesiumsulphat in den Pellets thermisch während der Wärmebehandlung der Pellets zerlegt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets auf eine Temperatur in der Größenordnung von 650 C bis 980 C erwärmt werden, um reaktionsfähige Magnesiumoxydpartikel und SO„-haltige Abgase zu erzeugen.

14„ Verfahren nach Ansprach 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumoxyd gesondert als Schlamm der SO_-absorbierenden Zone zugeführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die SO_-haltigen Abgase gesondert einer Säureanlage zur Bildung von Schwefelsäure zugeführt und die Gase aus. der Säureanlage dem Verbrennungsprozeß, bei dem die Rauchgase entstehen, wieder zugeführt werden.

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16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets auf eine Temperatur in der Größenordnung von 650 bis 980 C erwärmt werden, um reaktionsfähige Magnesiumoxydpartikel und ein SCL- und hLS-haltiges Abgas zu erzeugen.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase einer Verarbeitungsanlage zur Bildung von Elementarschwefel zugeführt werden.

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