DE2142104A1

DE2142104A1 - Verfahren zur entfernung von schwefeldioxid aus rauchgasen

Info

Publication number: DE2142104A1
Application number: DE19712142104
Authority: DE
Inventors: Erwin Dr Brunner; Ernst Dr Fuerst; Herwig Dr Hoffmann; Siegfried Dr Winderl
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1971-08-23
Filing date: 1971-08-23
Publication date: 1973-03-01
Also published as: GB1399367A; JPS4831179A; FR2150418A1; FR2150418B3

Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG 2142104

Unser Zeichen: O.Z. 27 670 Ki/lG" 6700 Ludwigshafen, 19.8.1971

Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Rauchgasen

Die Entfernung von Schwefeldioxid aus Rauchgasen, wie sie bei der Verbrennung schwefelhaltiger Brennstoffe, zum Beispiel öl oder Kohle, anfallen, gewinnt im Rahmen der weltweiten Bestrebungen zur Reinhaltung der Luft zunehmend an Bedeutung.

Pur die Entfernung von Schwefeldioxid aus Rauchgasen ist bisher eine Reihe von Verfahren bekannt geworden. Neben katalytischen Verfahren, bei denen das Schwefeldioxid in Gegenwart von Katalysatoren zu Schwefelsäure umgewandelt wird, sind auch schon Verfahren vorgeschlagen worden, bei denen das Schwefeldioxid in alkalisch reagierenden wäßrigen Lösungen, zum Beispiel von Soda, Magnesiumoxid, oder Kalk, absorbiert wird. Dabei entstehen jedoch die entsprechenden Sulfite und Sulfate, für die einerseits keine Verwendungsmöglichkeit besteht, die aber andererseits nicht ohne weiteres mit dem Abwasser abgelassen werden können.

Es sind daher auch schon organische Lösungsmittel vorgeschlagen worden, in denen das Schwefeldioxid physikalisch gelöst wird und aus denen es durch Ausblasen mit inerten Gasen oder durch Druckerniedrigung und/oder Erhitzen wieder ausgetrieben werden.kann. Solche Lösungsmittel sollen einen geringen Dampfdruck aufweisen, unter Betriebsbedingungen über einen langen Zeitraum stabil und nicht korrodierend sein, sie sollen ferner wenig geruchsbelästigend sein und sich durch geringe Herstellungskosten auszeichnen.

Aus der deutschen Patentanmeldung M 14 027 ist es bekannt, zur Auswaschung von Schwefeldioxid organische Basen wie Xylidin, Toluidin und Dimethylanilin als Waschmittel einzusetzen. Solche Basen sind bisher jedoch technisch nicht eingesetzt worden, was auf Schwierigkeiten beruht, die auf eine teilweise Oxydation des SO₂ zurückzuführen sind.

^196/71 3 0 9 8 0 9 / Q S 2 5 ~²~

2Η2Ί04

- 2 - O.Z. 27 670

In der deutschen Patentschrift 1 275 501 werden als solche· Lösungsmittel cyclische Imide von Dicarbonsäuren vorgeschlagen, während in der deutschen Offenlegungsschrift 1 9^0 167 gewisse Glykol- bzw. Diglykoläther für das Auswaschen des Schwefeldioxids genannt werden.

Es wurde gefunden, daß man für die Entfernung von Schwefeldioxid aus Gasen durch Absorption in einem organischen Lösungsmittel und anschließende Desorption des gelösten Schwefeldioxids vorteilhaft als Lösungsmittel Verbindungen der allgemeinen Formel

V Λ

N-R₅-

R₄

verwendet, in der die Gruppen R₁, R₂, R, und R^ gleiche oder verschiedene Bedeutung haben und in der mindestens zwei Gruppen für eine Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 6 C-Atomen und gegebenenfalls die verbleibenden anderen Gruppen für eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 und/oder für eine Cycloalkylgruppe mit 4 bis 6 C-Atomen stehen und in der R₁. eine Alkylengruppe mit 1 bis 6 C-Atomen bedeutet.

Diese Lösungsmittel besitzen einen geringen Dampfdruck, zersetzen sich nicht, haben eine korrodierende Wirkung und sind wenig geruchsbelästigend. Eine Oxydation des SO₂ tritt praktisch nicht auf.

Besonders vorteilhaft für die Hydroxyalkylgruppen R₁ bis R^ sind Oxyäthyl- oder Oxyisopropylgruppen.

Die Lösungsmittel bzw. deren Gemische werden bevorzugt gelöst mit Wasser eingesetzt. Diese Lösungen können einen Wassergehalt von 10 bis 90, vorzugsweise von 25 bis 75 Gewichtsprozent aufweisen.

Die bei der Absorption einzuhaltende.Temperatur beträgt vor-

- 3 309809/0525

2U2104

- 3 - O.Z. 27 670

teilhaft 50 bis 100⁰C. In der Regel wird die Absorption bei Atmosphärendruek durchgeführt. Sie kann selbstverständlich auch bei höheren Drücken und entsprechend höheren Temperaturen vorgenommen werden.

Für die Durchführung des Verfahrens kann man Apparaturen einsetzen, wie sie für die Behandlung von Gasen mit Flüssigkeiten allgemein bekannt sind, zum Beispiel Füllkörperkolonnen, Bodenkolonnen oder Sprühwäscher, bei denen das Gas vorteilhaft im Gegenstrom zu der Flüssigkeit geführt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Behandlung der Gase in mehrere Stufen aufgeteilt, zum Beispiel in eine Grob- und in eine Feinwäsche, wobei für die Feinwäsche in üblicher Weise stärker desorbierte Lösungsmittel eingesetzt werden.

Die Desorption des gelösten Schwefeldioxids erfolgt in bekannter Weise beispielsweise durch Druckerniedrigung, insbesondere aber durch Temperaturerhöhung.

In der folgenden Tabelle ist die Löslichkeit von Schwefeldioxid in 50gewichtsprozentigen wäßrigen Lösungen der folgenden Verbindungen angegeben:

A: Gewichtsprozent SOp in 50prozentiger wäßriger Lösung bei 20⁰C und 760 Torr Partialdruck SO₂

B; Gewichtsprozent SOp bei 20⁰C und einem SOp-Partialdruck

2 Torr ebenfalls- in 50gewichtsprozentiger wäßriger Lösung.

309809/QS26

O.Z. 27 670

Lösungsmittel	•. · iiu : — CHpCHpOH	A	B
^Rl	■" CHp ~
R₅:	- CHgCHg -	35	18
R₅:	~ CHpCHpCHp ~	27	12
R₅:	- CHgCHpCHpCHgCHgCHg -	27	10
V	- CH(CH,)CH₂ -	25	9,5
R₅:	•. Rh: — CHpCHOHCH,	25	12
^Rl	- CHgCHgCHgCH₂CHgCHg '-
R₅:	.· R,: — CHpCHpOH	27	15
R₁'.
R₄:	- CHgCHgCHp -	25	15
R₅:	R₂: - CHgCH₂OH
R₁,	-CH₃
R₃:		25	15
R₄:	— CHpCHpCHp —
R₅:

Bei den erf indungsgetnäßen Verbindungen wird das Schwefeldioxid chemisch gelöst, d.h. Schwefeldioxid bildet mit dem Lösungemittel ein thermisch instabiles Salz.

Beispiel

In einer in der Figur veranschaulichten Anlage wird das su behandelnde aas durch Leitung 1 in den Fuß einer Glockenbodenkolonne 2 eingeführt, die einen Durchmesser von 50 mm aufweist.

Das bevorzugt mit SOg und nur in geringer Menge mit C0_g beladene Lösungsmittel wird am Boden der Kolonne abgezogen

309 809/0525

- 5 - O.Z. 27 670

und durch Leitung 5 der Kolonne 6 zugeführt, in der es durch Temperaturerhöhung teilweise ausgegast wird. Das in der Kolonne im Kreis über den Wärmeaustauscher 11 geführte Lösungsmittel wird durch Leitung 7 abgezogen. Der Hauptstrom dieses Lösungsmittels wird der Kolonne 2 durch Leitung 8 zugeführt, während ein geringer Teilstrom durch Leitung 9 in die Kolonne 10 gelangt, in der er durch weitere Temperaturerhöhung weiter ausgegast wird. Das weiter ausgegaste Lösungsmittel, das in der Kolonne 10 ebenfalls über den Wärmeaustauscher IS im Kreis geführt wird, wird durch Leitung 13 abgezogen und wieder der Kolonne 2 zugeführt»

Kolonnen 6 und 10 sind ebenfalls Glockenbodenkolonnen mit

10 praktischen Böden und Duchmessern von jeweils 50 mm. "

Das von SOp befreite Gas wird aus Kolonne 2 durch Leitung 4 abgezogen. Leitung 3 dient als Probeziehstelle. Das aus dem Lösungsmittel desorbierte Gas, das aus etwa 97- bis 99-volumenprozentigem SOp besteht, wird aus Kolonne 6 durch Leitung 14 und aus Kolonne 10 durch Leitung 15 abgezogen.

16 und 17 stellen Kondensatoren dar.

Mit Tetraoxyäthyl-äthylendiamin werden die in der folgenden Tabelle aufgeführten Ergebnisse mit einem synthetisch hergestellten Gasgemisch aus COp und SOp erzielt. λ

In dieser Tabelle bedeutet:

t^: Temperatur des in die Kolonne 2 eingeführten Gases (⁰C) toi Temperatur des Lösungsmittels in der Kolonne 2 (°C) t,: Temperatur des Lösungsmittels in der Kolonne 6 (⁰C) t^: Temperatur des Lösungsmittels in der Kolonne 10 (⁰C) U₁: In Kolonne 2 aufgegebene Waschflüssigkeit durch Leitung

13 in l/h.
U₂: In Kolonne 2 aufgegebene Waschflüssigkeit durch Leitung in l/h.

3O9809/0S2B

2U2104

Ο.Ζ. 27 670

GZ: In Kolonne 1 zugeführte Gasmenge in Nl/h für CO₂ bzw GA : Volumen-pptn SO₂ in dem aus Leitung 3 abgezogenen Gas GAj,: Volumen-ppm SOp in dem aus Leitung 4 abgezogenen Gas GA.ui Volumen-^ COp in dem aus Leitung 14 abgezogenen Gas (Rest SO₂).

Nr	8o	^fe2	^fc3	H,	^Ul	^U2	^GZco₂	^GZso₂	GA	GA₄	GA₁₄
1	90	80	104	120	1,2	0,05	106	8	100	2	2,9
2	90	90	107	115	1,2	0,05	106	15,8	700	10
3	100	90	107	110	1,2	0,05	106	11,9	500	8
4	100	100	111	115	1,2	0,05	106	12,0	2300	25	1,4
5	100	100	111	115	1,2	0,05	106	7,3	I72O	16
6	100	113	115	2,4	0,1	106	8,1	54o	15

309809/0 52

Claims

2H2104 - 7 - O.Z. 27 Patentansprüche

1. Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Gasen durch Absorption in einem organischen Lösungsmittel und anschließende Desorption des gelösten Schwefeldioxids, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Verbindungen der Formel

N - R_ - N

verwendet, in der die Gruppen R,, R₂, R-, und R^ gleiche oder verschiedene Bedeutung haben und in der mindestens zwei Gruppen für eine Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis ξ> C-Atomen und gegebenenfalls die verbleibenden anösen Gruppen für eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 und/oder eine Cycloalkylgruppe mit 4, bis 6 C-Atomen stehen und in der R(- eine Alkylengruppe mit 1 bis 6 C-Atomen bedeutet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösungsmittel in Form von wäßrigen Lösungen mit einem Wassergehalt von 10 bis 90 Gewichtsprozent einsetzt.

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG Zelehn.

309809/0525

Leerseite