DE2308796C3 - Method and device for the desulphurization of exhaust gas with the production of gypsum - Google Patents
Method and device for the desulphurization of exhaust gas with the production of gypsumInfo
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Description
Granulatform erhalten wird, der einfach zu handhaben, für eine Lagerung geeignet und zur Herstellung von Mörtel, Platten, usw. direkt ohne weitere Vorbehandlung verwendbar ist Außerdem läßt sich die Köntaktzeit der aufkonzentrierten Schwefelsäure mit dem Kalziumverbindungspulver im Reaktionsbehälter sehr kurz halten, so daß hierfür ein relativ geringes Fassungsvermögen ausreichtGranulate form is obtained which is easy to handle, Suitable for storage and for the production of mortar, slabs, etc. directly without further pretreatment The contact time of the concentrated sulfuric acid can also be used with the Keep calcium compound powder in the reaction container very short, so that this is a relatively small one Capacity is sufficient
Die Reaktion läuft bei Verwendung ^ron CaCCV gemäß folgender Reaktionsgieichung ab: toThe reaction proceeds when CaCCV is used according to the following reaction equation: to
CaCO3 + H2SO4 -π H2OCaCO 3 + H 2 SO 4 -πH 2 O
- CaSO4 · 2H2O + (U-I)H2O + CO2 + Qcal- CaSO 4 · 2H 2 O + (UI) H 2 O + CO 2 + Qcal
Im Zuge der Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, d h. Abtrennung der aus dem Reaktionsge- ts faß etwa austretenden Schwefelsäurenebel und Kalziumverbindungspulver von dem gegebenenfalls entweichenden Gas und Rückführung derselben in das Reaktionsgefäß, wird zusätzlich auch eine sekundäre Luftverschmutzung venniedeaIn the course of the further development of the method according to the invention, ie. Separation of the from the reaction ts contain about escaping sulfuric acid mist and calcium compound powder of any escaping gas and recirculation of it into the Reaction vessel, in addition, will also avoid secondary air pollution
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, die ein Fließbild für eine Ausführungsart der Erfindung zeigtThe invention is described below with reference to the drawing which shows a flow diagram for an embodiment of the invention
In dem Fließbild ist 1 ein Kessel, 2,3 und 4 sind mit Aktivkohle gepackte Säulen, 5 ist eine Konzentrierungssäule, 6 ein Speichertank für aufkonzentrierte Schwefelsäure, 7 ein Waschwassertank, 8 ein Bunker oder Aufgabetrichter für »Kalksteinpulyer«, 9 ein Reaktionsgefäß, 10 ein Förderband, 11 ein Rauchschacht oder Schornstein, 12 ein Gebläse, 13 ein Gebläse, 14 eine Speisepumpe für verdünnte Schwefelsäure, 15 eine Waschwasserpumpe, 16 eine Zirkulationspumpe, 17 ein Entlüftungsgebläse, 18 ein Durchflußregler, 19 eine Drehaufgabe, 20 ein Zyklonseparator und 21 ein Schwefelsäure-Strömungsmesser.In the flow diagram, 1 is a boiler, 2,3 and 4 are with Activated carbon packed columns, 5 is a concentration column, 6 a storage tank for concentrated sulfuric acid, 7 a wash water tank, 8 a bunker or Feed funnel for "Kalksteinpulyer", 9 a reaction vessel, 10 a conveyor belt, 11 a smoke duct or Chimney, 12 a fan, 13 a fan, 14 a feed pump for dilute sulfuric acid, 15 a Wash water pump, 16 a circulation pump, 17 a vent fan, 18 a flow regulator, 19 a Turning task, 20 a cyclone separator and 21 a sulfuric acid flow meter.
Die Bezugszeichen 101, 103 und 104 bezeichnen AbgaseinspeisuD^sleitungen für die mit Aktivkohle bepackten Säulen. 105 und 106 sind Abgabeleitungen für entschwefeltes Gas. 102 ist eine Überbrückungsleitung; HO, 107 und 108 sind Kühlgasspeiseleitungen für die Temperaturkontrolle; 109 ist eine Entlüftungsleitung, 111 ein Wassernachfüllsystem; 112 und 113 sind Waschwasserspeiseleitungen (für die Aktivkohlesäulen), 114 und 115 Leitungen für desorbiertes Abwasser, 121, 122 und 124 Speiseleitungen für verdünnte Schwefelsäu- 4s rc; 123,125 und 126 Speiseleitur.gen für aufkonzentrfcs·- te bzw. eingeengte Schwefelsäure, und 131 ist eine Speiseleitung für »Kalksteinpulver«.The reference numerals 101, 103 and 104 designate exhaust gas feed lines for those with activated carbon packed pillars. 105 and 106 are delivery lines for desulphurized gas. 102 is a bypass line; HO, 107 and 108 are cooling gas feed lines for the Temperature control; 109 is a vent line; 111 is a water replenishment system; 112 and 113 are Washing water feed lines (for the activated carbon columns), 114 and 115 lines for desorbed wastewater, 121, 122 and 124 feed lines for dilute sulfuric acid 4s rc; 123,125 and 126 food line for concentrating fcs - te or concentrated sulfuric acid, and 131 is a feed line for "limestone powder".
Schwefeldioxid enthaltende Verbrennungsgase vom Kessel 1 werden durch das Gebläse 12 über die Leitung so 101 verdichtet und in zwei Leitungen 103 und 110 verteilt Das Abgas in der Leitung HO wird mit dem Gebläse 13 weiter verdichtet und durch eine Leitung 107 zu einer Konzentrierungssäule 5 geleitet In der Konzentrierungssäule 5 wird Wärme vom Abgas rückgewonnen und das so gekühlte Abgas durch eine Leitung 108 geleitet und mit dem Abgas von der Leitung 103 vereinigt durch eine Leitung 104 zu den mit Aktivkohle gepackten Säulen 2,3 und 4 geleitet.Combustion gases containing sulfur dioxide from the boiler 1 are driven by the fan 12 via the line so 101 compressed and distributed in two lines 103 and 110. The exhaust gas in line HO is with the Fan 13 is further compressed and passed through a line 107 to a concentration column 5 Concentration column 5 heat is recovered from the exhaust gas and the thus cooled exhaust gas through a Line 108 passed and combined with the exhaust gas from line 103 through a line 104 to the with Activated charcoal packed columns 2,3 and 4 passed.
In den mit Aktivkohle gepackten Säulen 2, 3 und 4 wird Schwefeldioxid aus dem Abgas an Aktivkohle adsorbiert, und das gereinigte Gas wird über die Leitungen 105 und 106 sowie den Schornstein 11 in die Atmosphäre abgelassen. Auf der anderen Seite wird Waschwasser vom Waschwassertank 7 durch die Leitungen 112 und 113 vermittels der Waschwasserpumpe 15 zu den mit Aktivkohle gepackten Säulen 2,3 oder 4 zur Desorption der an der Aktivkohle ^adsorbierten Schwefelsäure geschickt Die resultierende verdünnte Schwefelsäure wird über Leitungen 114 und 115 im Waschwassertank 7 gesammelt Die mit Aktivkohle gepackten Säulen 2, 3 und 4 werden nacheinander auf Adsorption, Trocknung und Desorptionsbetrieb geschaltet (Trockenvorrichtungen und Umschaltventile sind in der Zeichnung nicht dargestellt).In columns 2, 3 and 4 packed with activated carbon, sulfur dioxide is converted from the exhaust gas to activated carbon adsorbed, and the cleaned gas is via the lines 105 and 106 and the chimney 11 in the Drained atmosphere. On the other hand, washing water is from the washing water tank 7 through the Lines 112 and 113 via the washing water pump 15 to the columns 2, 3 packed with activated carbon or 4 sent for desorption of the sulfuric acid adsorbed on the activated carbon ^ The resulting Dilute sulfuric acid is collected via lines 114 and 115 in the wash water tank 7 Activated charcoal packed columns 2, 3 and 4 are operated successively for adsorption, drying and desorption switched (drying devices and switching valves are not shown in the drawing).
Die so gebildete verdünnte Schwefelsäure wird durch die Leitungen 121 und 122 mit einer Speisepumpe 14 zu der Konzentrierungssäule 5 geleitet and mit dem heißen Abgas zusammengebracht und durch dessen Wärme aufkonzentriert und dann durch eine Leitung 123 zu einem Speichertank 6 für aufkonzentrierte bzw. eingeengte Schwefelsäure geleitet in dem sie für einen Augenblick gespeichert und dann zur Konzentrierungssäule 5 durch eine Leitung 124 vermittels der Zirkulationspunrpe 16 im Kreislauf zurückgeschickt wird. Die Gesamtheit aus Konzentri-iingssäule 5, Speichertank 6 für aufkonzentrierte Scnv-efeisäure, Zirkulationspumpe 16 und die Leitungen 122, 123 und 124 werden nachfolgend als »Konzentrierungsanlage« bezeichnetThe dilute sulfuric acid thus formed is through the lines 121 and 122 passed with a feed pump 14 to the concentration column 5 and with the hot Combined exhaust gas and concentrated by its heat and then through a line 123 to a storage tank 6 for concentrated or concentrated sulfuric acid passed in which they are for a Instantly stored and then to the concentration column 5 through a line 124 by means of Circulation pump 16 is sent back in the circuit. The entirety of concentrating column 5, Storage tank 6 for concentrated Scnv-ivy acid, circulation pump 16 and the lines 122, 123 and 124 are hereinafter referred to as the “concentration facility”
Ein Teil dsr durch die Konzentrierungsanlage auf 50 bis 75% konzentrierten Schwefelsäure wird über zwei Leitungen 125 und 126 durch einen Strömungsmesser 21 zum Reaktionsgefäß 9 geschickt Auf der anderen Seite werden »Kalksteinpulver« vom Aufgabetriditer 8 über eine Drehaufgabe 19 und durch eine Leitung 131 zum selben Reaktionsgefäß 9 geschickt Das »Kalksteinpulver« hat dabei vorzugsweise eine Teilchengröße von bis zu etwa 0,074 mm. Die »Kalksteinpulver« werden zum Reakiionsgefäß 9 in einem 3- bis 20%igen Oberschuß (gegenüber der für die Schwefelsäure chemisch äquivalenten Menge) entsprechend der mit dem Schwefelsäure-Strömungsmesser 21 nachgewiesenen Strömungsgeschwindigkeit der Schwefelsäure (usjd unter Berücksichtigung ihrer Konzentration) gefördert wobei die Zufuhrgeschwindigkeit der »Kalksteinpulver« mit der durch einen Durchflußregler 18 kontrollierten Drehaufgabe 19 gesteuert wird.Part of dsr through the concentration plant to 50 Up to 75% concentrated sulfuric acid is passed through two lines 125 and 126 through a flow meter 21 sent to the reaction vessel 9 On the other hand, "limestone powder" is transferred from the feed triditer 8 a turning task 19 and sent through a line 131 to the same reaction vessel 9 The "limestone powder" preferably has a particle size of up to about 0.074 mm. The "limestone powders" become the Reaction vessel 9 in a 3 to 20% excess (compared to that for sulfuric acid chemically equivalent amount) corresponding to that detected with the sulfuric acid flow meter 21 Flow rate of sulfuric acid (usjd taking into account its concentration) promoted the rate of supply of the "limestone powders" being controlled by a flow regulator 18 Turning task 19 is controlled.
Gemäß der Erfindung wird die Konzentration der aufkonzentrierten bzw. eingeengten Schwefelsäure aus folgenden Gründen auf 50 bis 75% beschränkt: Wenn die Konzentration der Schwefelsäure geringer als 50% ist, enthält der aus der Umsetzung resultierende Gips viel Wasser und wird teigig, so daß Probleme hinsichtlich seiner Handhabung und Behandlung entstehen. Wenn die Konzentration auf der anderen Seite über 75% hinausgeht, resultiert wasserfreier Gips aus der Reaktion und er wird pulverig, woraus sich ebenfalls Probleme hinsichtlich der Handhabung und Behandlung ergeben. Die Schwefelsäurekonzentration liegt daher bei 50 bis 75%, und nur in diesem Konzentrationsbereich kann Gips in einem idealen Stück- oder Granulatzustand erhalten werden.According to the invention, the concentration of the concentrated or concentrated sulfuric acid is selected Limited to 50 to 75% for the following reasons: If the concentration of sulfuric acid is less than 50% is, the resulting gypsum from the reaction contains a lot of water and becomes doughy, so that there are problems with regard to its handling and treatment. If the focus is on the other hand goes beyond 75%, anhydrous gypsum results reaction and it becomes powdery, which also raises problems of handling and treatment result. The sulfuric acid concentration is therefore 50 to 75%, and only in this concentration range plaster of paris can be obtained in an ideal lump or granular state.
Die in das Reaktionsgefäß 9 gebrachten konzentrierte Schwefelsäure und »Kalksteinpulver« werden durch mit 10 bis 20 U/min rotierende Rührschaufeln durchgeknetet und erleiden eine exotherme Reaktion. Wasser wird bei einer Aufenthaltszeit von etwa 3 bis 20 Minuten verdampft und Gips kann in Stück- oder Granulatform erhalten werden.The concentrated sulfuric acid and "limestone powder" brought into the reaction vessel 9 are through kneaded with 10 to 20 rpm rotating paddles and suffer an exothermic reaction. Water becomes with a residence time of about 3 to 20 minutes evaporated, and gypsum can be obtained in lump or granular form.
Durch die Umsetzung von aufkonzentrierter Schwefelsäure mit »Kalksteinpulvern« im Reaktionsgefäß 9 erzeugte Kohlendioxidgase und Wasserdämpfe werden durch ein Entlüftungsgebläse 17 über eine Entlüftungsleitung 109 abgeleitet »Kalksteinpulver« uni Nebel von aufkonzentrierter Schwefelsäure werden durch einenBy converting concentrated sulfuric acid with "limestone powders" in reaction vessel 9 generated carbon dioxide gases and water vapors are discharged by a vent fan 17 via a vent line 109 "limestone powder" and mist of concentrated sulfuric acid are replaced by a
am Auslaßabschnitt des Reaktionsgefäßes 9 vorgesehenen Zyklonseparator 20 unter Einspritzen eines Teils der aufkonzentrierten Schwefelsäure in den Zyklonseparator 20 durch die Leitung 126 zum Erfassen von »Kalksteinpulvern« und Säurenebeln innerhalb yon Strömen aufkonzentrierter Schwefelsäure gesammelt, so daß erstere im Reaktionsgefäß 9 zurückgehalten werden.cyclone separator 20 provided at the outlet portion of the reaction vessel 9 while injecting a part of the concentrated sulfuric acid into cyclone separator 20 through line 126 for detecting "Limestone powders" and acid mist collected within streams of concentrated sulfuric acid, so that the former are retained in the reaction vessel 9.
Wasser wird in den Waschwassertank 7 von einem Wassernachfüllsystem 111 her nachgefüllt, um Wasserverluste infolge der Abgabe von Wasserdämpfen überWater is refilled into the washing water tank 7 from a water refilling system 111 in order to avoid water losses due to the release of water vapors
den Schornstein 11 auszugleichen.to level the chimney 11.
Der erzeugte Stück- oder Granulatgips wird mit dem Förderband 10 abgeführt.The lump or granular plaster of paris produced is carried away with the conveyor belt 10.
Die im Abgas enthaltene Wärme kann durch Vorsehen einer höheren Konzentrierungsstufe und einer niederen Konzentrierungsstufe mit Raschigringschichten in der Schwefelsäurekonzentrierungssäule 5 rückgewonnen werden; statt dessen könnte ein Tauchbrenner auch zum Aufkonzentrieren von Schwefelsäure verwendet werden.The heat contained in the exhaust gas can be achieved by providing a higher concentration level and a lower concentration stage with Raschig rings in the sulfuric acid concentration column 5 be recovered; instead, an immersion burner could also be used to concentrate sulfuric acid.
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8281 | Inventor (new situation) |
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