DE2208477A1 - Verfahren zur Beeinflussung der chemischen Eigenschaften von Gasen bzw der zu ihrer Reinigung verwendeten Wasch flüssigkeiten - Google Patents

Description

• Titel: Verfahren zur Beeinflussung der chemischen Eigenschaften von Gasen bzw. der zu ihrer Reinigung verwendeten Waschflüssigkeiten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung der chemischen Eingenschaften von Gasen, bzw. der zu ihrer Reinigung verwendeten Waschflüssigkeiten wie sie bei industriellen Prozessen! z. Be bei Kohlenvergasungs- und Müllverbrennungsanlagen, HUttenUfen pder in der chemischen Industrie anfallen, vorzugsweise zum Abscheiden von Schadgasen und schädliche Aerosolen.
• Bei industriellen Prozessen können nun innerhalb der gleichen Anlage ja nach den Betriebsbedingungen in den Abgasen einzel ba sische und dann saure Bestandteile vorhanden sein. Um die Reinigungsanlagen zu schonen, schlzgt die Erfindung vor, daß den Gasen vor ihrem Eintritt in die Abscheideanlage (Reinigungsanlage) Je nach den gewünschten chemischen Eigenschaften des Gases bzw. der Waschflussigkeit, insbesondere des pH-Wertes, saure oder alkalische Zusatzitttel beigefügt worden Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung finden Zusatzmittel in einem Ausmaß Verwendung, daß eine volleitändige oder nahezu vollständige Neutralisation des Gases bzw, der Waschflüssigkweit bewirkt wird.
• Es sind Fälle bekannt, wo in Abgasen basische Bestandteile allein nicht nur zBelästigung der Anrainer, sondern auch zu beträchtlichen Flurschäden geführt haben.
• I)as gogenständliche Verfahren bezieht sich fernerhin auf die Vermeidung derartiger Schadensfälle dadurch, daß die schlidlichen basischen Bestandteile dem Abgas entzogen werden, bevor es in die Atmsophäre abgeblasen wird bzw bevor sie in Lösung gehen und den Wasserhaushalt stören. An derartigen schädlichen basischen Bestandteilen sind zu@nennen; Ammoniak, Amine, ähnliche Stickstoffverbindungen usw. Derartige Abgase entstehen bei gewissen Betriebsfällen von Müllverbrennungsanlagen, in der biochemischen Industrie, in pharmazeutischen Betrieben1 Einen einschlägigen Sonderfall stellt die Stadtgaserzeugung und andere Fälle der Kohlevergasung dar wo der Gasstrom vor seines Verwendung von fremden Bestandteilen gereinigt wird, die bei der späteren Verwendung Folgeschäden verursachen oder im abgeschiedenen Zustand die Umwelt verschiutzen. Darüberhinaus kann man die abgeschiedenen Bestandteile als Rohstoffe für die Gewinnung von s.T. wertvollen Verbindungen benützen.
• Es ist möglich, basische Bestandteile mit Hilfe von flüssigen oder gaeförmigen Säuren abzuscheiden, jedoch besteht hinsichtlich der Dosierung dieser Säuren, speziell in Fällen, wo die erzeugte Menge der basischen Bestandteile unbekannt ist oder starken Schwankungen uneaplieef, eine erhebliche Korrosionsgefahr für die Anlage selbst und natürlich - falls es ich um flüchtige Säuren wie Salzsäure handelt -die große Gefahr einer noch stärkeren oder unangenehmeren Verseuchung der Umwelt durch die Säure als durch die Basen.
• Das gegenständliche Verfahren macht sich die Erkenntnis zunutze, daß Säuren in fester bzw kristallisierter Form,wie z.B. Oxalsäure, kaum korrodierend wirken und doch, insbesondere bei höheren Temperaturen, neutralisierend eingesetzt werden können, so daß sie Schäden basisher Begleitbestandteile vermeiden.
• So wird der Gasstrom im Prozeßraum bzw. unmittelbar nach Verlassen desselben eine dosierte Menge Säure in fester Form zugegeben, die den abzuscheidenden Baiandteil zunächst physikalisch adsorbiert und ihn später chemisch bindet In fester Form entstehende Reaktionsprodukte werden nach einer entsprechenden Reaktionszeit (in Form eines entsprechenden Strömungsweges) nach einem der üblichen Verfahren tom Gasstrom getrennt. Es können sowohl elektrostatische Verfahren als auch Naßwäscher oder Zyklone verwendet werden. Fallen flüssige Reaktionsprodukte an, ist die Teilchentröße und die Menge der zugegebenen festen Säure so zu bemessen, daß die Flüssigkeit als Film auf den Teilchen haftet und entsprechend gleichzeitig abgeschieden werden kann.
• Eine weitere Variante des Verfahrens beinhaltet die Verwendung von flüssigen Säuren, die auf einen festen feinkrönigen Träger (z.B. Kieselgur) aufgebracht werden.
• Nach Auswaschen der Reaktionsprodukte (z,B. für eine Weiterverwendung dieser) kann der Träger dem Prozeß wieder zugeführt werden.
• Das Verfahren und die Variante haben den susätzlichen Vorteil, daß im Falle der Notwendigkeit einer Rückgewinnung der abgeschiedenen Produkte diese in konzentrierter Form abgeschieden werden können, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Gewinnungsprozesses in machen Fällen erheblich scsteigert werden kann.
• Schädliche Bestandteile, die in Form von Aerosolen vorliegen, sind bekanntlich mit den herkömmlichen Abscheidungssystemen kaum oder überhaupt nicht entfernbar, obwohl derartige Aerosole oftmals hohe chemische Aktivitäten aufzuweisen haben. Dieses. aktive chemische Verhalten kann i. gegenständlichen Verfahren zur Bindung des Aerosoles an dem in fester Form oder auf einem Träger eingebrachten Neutralisationsstoff ausgenützt werden.
• Im Falle des Einsatzes eines Naßwäschers hängt der Abscheidegrad direkt von der Konzentration des aktiven Bestandteile in der Waschflüssigkeit ab. Ist dieser aktive Bestandteil eine Säure, müssen aus Korrosionsgründen entsprechend hochwertige Kunstruktionsmaterialien und komplizierte und aufwendige Haupt- und Nebenanlagen gewählt werden. Beim gegenständlichen Verfahren wird die Säure in nichtkerredierender Form zugegeben. Bei der Abscheidung ist der Großteil der Säure bereits verbraucht, so daß eine wesentlich geringere Korrosionse wirkung zu erwarten ist.
• Die Regelung der Zugabe. der Säure zum Gasstrom erfolgt kontinuierlich und automatisch in Abhängigkeit vom Gehalt an basischen Bestandteilen im Gasstrom, der z B, mit Hilfe des pH-Wertes bemessen werden kann.
• Im Gegensatz zu Verfahren, die flüchtige Säuren als Abscheidemittel verwenden, ist das gegenständliche Verfahren bei hohen Temperaturen günstiger anzuwenden. Bei diesen höheren Temperaturen wirken die flüchtigen Säuren wesentlth stärker korrodierend als bei niedrigeren Temperaturen; andererseits werden die Korrosionseigenscliaften von festen kristallisierten Säuren nicht oder nur geringfügig von der Temperatur beeinflußt.
• Das erfindungsgeinäße Verfahren ermöglicht die Reinhaltung der Luft und der Gewässer von bassichen Schadbestandteilen, wie z.B. Schadgasen,und bewirkt eine des Umweltzschutzed, indem die basisch wirkenden Teile neutraligiert bzw. in eine reaktionsträge Form gebracht werden.
• Anhand der schematischen Zeichnung kann die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel einfach arklärt werden.
• Es bezeichnet 1 eine Feuerstelle; z.B. auch ein Konverter, aus welcher Abgase gemäß Pfeil 2 entweichen.Diese Abgase werden von der Haube 3 aufgefangen, in welche gleiehzeitig durch den Spalt zwischen ihr und der Feuerstelle Nebenluft 4 einströmt. Die Gase gelangen durch eine Öffnung S in den Strahlungszug 6 einer nachgeschalteten' Kesselanlage. Die Öffnung 5 ist mittels eines Schiobers 7 verschließbar und knapp hinter diesem befinden sich DU£n 8 zum Einblasen von Sekundärluft. Diese Sekundärluft diant zur Durchmischung und zur Verbrennung der Abgasz, welche pasktisch abgeschless@n ist wenn die Gase den Strahlung@sing 6 varl@@@@ Die Abga@@ @@@ langen dann in die nachgeschalteten Züge 9 und 10. In letzterem ist der Überhitzer 11 und der Economiser 12 angeordent. Außerdem befindet sich hier eine Waschanlage 13 mit dem dazugehörigen Düsensystem 14. Die Abgase verlassen durch den Fuchs 15 den nachgeschalteten Zug 10 und gelangen in den nicht mehr bezeichneten Schornstein.
• Die durch die Düsen 8 unter Druck eingeblasene Sekundärluft wird bei 16 vom Gebläse 17 angesaugt und verdichtet. Sie strömt durch das Düsenstück 18 in einen Ejektor 19, wo sie durch die in diesem auftretende Saugwirkung andere Stoffe mitzureeißen vermag. Im Ejoktor 19 wird nun ein Neutralisationomittel, insbesondere eine kristallisierte Säure oder ein mit flüssiger Säure gotränktor Träger, in mehr oder weniger fein gemahlenem Zustand aufgegeben. Dieses Mittel ist in einem Bunker 20 gespeichert und wird diesem durch eine Zuteilvorrichtung 21 entnommen. Von hier gelangt es in dosierbaren Mengen über ein verschwenkbares Leistungsstück 29 in den schon genannten Ejektor 19. Die durch die Leitung 22 zu den Düsen 8 strömende Sekundärluft ist nun mit dem Noutralistationsmittel beladen. Es wird so durch die Düsen B auch diesen Staub in den Abhitzkessel eingebracht. Er gelangt mit den Abgasen und dem in ihnen enthaltenen Konverterstaub in die Waschanlage 13 und wird hier zusammen mit dem Staub der Abgase (Konverterstaub) durch die Waschflüssigkeit aus den Abgasen ausgewaschen.
• Der pH-Wert der Waschflüssigkeit kann so jederzeit in den erwünschten Grenzen von 6 bis 8 gehalten werden. Die Waschflüssigkeit strömt bei 23 aus der Waschanlage aus und gelangt über eine Pumpe 24 in ein Klärbecken 25, in welchem der enthaltene Schlamm abgeschieden wird. Die klare Flüssigkeit strömt dann in oin Speicherbecken 26 und wird von hier über die Leitung 27 und die Pumpe 28 wieder dem Düsensystem 14 zugeführt. Bei der beschriebenen Einrichtung wird in bekannter Weise das Wasserniveau im Gefäß-26 durch Zuführen von Frischwasser aufrecht erhalten; aus dem Gefäß 25 wird Dicksohl abgeführt.
• Soll, wle an sich bekannt, ein basisches Neutralisationsmittel z B, CaO, OaCO3 tod dgl zugeführt werden, so stellt man über das verschwenkbare Leitungsstück 29 eine Verbindung zu dem anderen Bunker 30 her, der basische Neutralisationsmittol enthält, Es kann so auch bei rasch wechselnden Betriebsbedingungen verschiedenster industrieller Prozesse jeweils einfach und rasch das passende Zusatzmittel beigefügt werden.
• Die Erfindung ist auf das dargestellte Auführungsbeispiel nicht beschränkt. Sollen nur saure Zusatzmittel Anwendung finden, so genügt es, nur den einen Bunker 20 vorzusehen.
• Grundsätzlich betrifft die Erfindung eine Zuführung eines Neutralisationsmittels an irgendeiner Stelle vom Reaktionsraum bis zur Waschanlage. Die zweckmäßigste Zuführungsstolle hängt von den Temperatur-, Strömungs- und den chemischen Verhältnissen ab. Es sind auch Bedingungen denkbar, wobei feinkörniges oder staubförmiges Neutralisationsmittel besser bei höherer Temperatur zugeführt wird. Die Zuführung des Neutralisationsmittels muß selbstverständlich so erfon, daß der Waschkreislauf nicht übermäßig durch das Neutralisationsmittel belastet wird. Es kann so Je nach den herrschenden Betriebsbedingungen die Zugabe des Neutralisationsmittels intermittierend erfolgen.
• Bei einer Regelung der Zugabe des Neutralisations-# mittels in Abhängigkeit von der Waschflüssigkeit ist es zwe-ckmäßig, der Regelung den pH-Wert der aus dem Wäscher austretenden Waschflüssigkeit niemäßig weit ve Wird das Neutralisationsmittel verhältnismäßig weit vor der Wascheinrichtung (also im Bereich höherer n hier, also zugesetzt, so liegt es auf der Hand, daß schon hier, also noch tor der Wascheinrichtung eine chemische Reaktion im Sinne einer Neutralisierung zwischen dem zu reinigenden Gas und dem Neutralisationsmittel eintreten kann. Endlich könnte die Zuführung des Neutralisationsmittels auch zusammen mit einem enstoff bzw. zusammen mit der Zuführung der primären Verbrennungsluft erfolgen.
• Spielt in besonderen Fällen die Belastung der Spielt in besonderen Fällen die Belastung der Waschanlage keine Rolle, so ist es endlich auch denkbar, Zuätzmittel so beizufügen, daß die Acidität einer gkeit durch keit durch Zugabe eines sauren rhöht wird). noch erhöht wird (bzw. die basischen Eingenschaften der Waschflüssigkeit durch Zugabe iterverarbeitung besti erhöht wird). Auf diese Weise können für den aus der Waschanlage abgeschiendenen Schlamm füreine Weiterverarbeitung bestimmte gewünschte chemische te, vor schaften festgelegt werden. Im Rahmen der Erfindung können auch anstelle, der festen Säuren sare Salze, wie z. B. Bisulfite, terwendet werden.

Claims (12)

P a t e n t a n s p r ü c h e:

1. Verfahren zur Beeinflussung der chemischen Eigenschaften von Gasen bzw. der zu ihrer Reinigung verwendeten Waschflüssigkeiten, nie sie bei industriellen Prozessen, z. B. bei Kohlenvergasungs- und Müllverbrennungsanlagen, Hüttenöfen oder in der chemischen Industrie i fallen, vorzugsweise zum Abscheiden von Schadgasen und ichädlichen Aerosolen, dadurch gekennzeichnet, daß den Gasen vor ihrem Eintritt in die Abscheideanlage (Reinigungsenlage) je nach den gewünschten chimischen Einganschaften des Gasen bzw.

der Waschflüssigkeit, insbesondere des pH-Werter, saure oder alkalische Zusatzmittel beigefügt werden.

2. Verfrahen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzmittel in einem Ausmaß Verwendung finden, daß eine vollständige oder nchezu vollständige Neutralisation des Gases bzw. der Wasch@@@@@@@ bewird wird.

3. Verfahren nach den Anspruch und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gasstrom im Prozeßren oder mech seinem Austritt aus diesem kristallisierte Säure oder @@@ flüssiger Säure getränkte Träger, wie z. B. Niezolgun, beigomischt und nach einer Reaktionszal inner Gastrom @@@ Granreingungsanlage zugeführt wird.

4. Verfahren nach einem der wergehender sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die @@@@@@ der Säure zum Gasstrom in Absch@@@@ der @@@@ scheidenden basischen @@@@@ Abscheidesinrichtung @@@@@@ @@@@@@

5. Verfahren @@@@ tralisatiensmittel Oxalsäure oder saure Salze starker Säuren verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anoprücho, dadurch gekennzeichnet,daß als Gasreinigungsziage ein Naßwäscher, insbesondere auch zur Auswaschung gasförmiger Bestandteile, verwendt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Gasreinigungsanlage ein Elektrofilter verwendet wird.

8. Verfharen nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom zuerst durch ein Elektrofilter und dann durch den Naßwäscher geführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichet, daß die abgeschiedenen Produkte einer Chemikaliengewinnungsanlange, insbesondere zu Gewinnung der aus dem Gasstrom abgeschiedenen Stoffe und/oder zur Rückgewinnung des beigegebenen Neutralisationsmittels, zugeführt werden.

10 Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, durch gekennzeichnet, daß die in der Gasreinigungsanlage abgeschiedenen Träger für das flüssige Neutralisationsmittel (Säure) in einer Trennanlage, wie a B.

Waschanlage, von den Salzen und Säurerosten befreit und für die Wiederyerwendung aufbereitet werden.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gaastrom im Prozeßraum oder nach seinem Austritt aus diesem mit Lauge, insbesondere Natronlauge, getränkte Träger, wie z.B. Kieselgur oder gebrannte Tenkügewlchen, beigemischt und nach einer Reaktionszeit dieser Gesstrom einer Gasreinigungsanlage zugeführt wird.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 3 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Gasreinigungsanlage ein Zyklon verwendet wird.

L e e r s e i t e