DE2445445A1 - Verfahren zur entfernung von schwefeldioxyd aus abgasen und rauchgasen - Google Patents
Verfahren zur entfernung von schwefeldioxyd aus abgasen und rauchgasenInfo
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Description
PATENTANWALT!:
DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖN WALD
DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH DIPL.-ING. SELTING
KÖLN 1, DEiCHMANNHAUS
Köln, den 17.9.1974
AvK/Ax
Kurashiki Boseki Kabushlki Kaisha,
7-1, Hommachi, Kurashiki-shi, Okayama-ken (Japan).
Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxyd aus Abgasen* und Rauchgasen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxyd aus Abgasen und Rauchgasen nach
einem Oxydations-Absorptions-Naßverfahren, bei dem mit
Schwefelsäure angesäuertes wässriges Ammoniumsulfat als
Absorptionsmittel verwendet wird.
Das sogenannte "Oxydations-Absorptions-Naßverfahren"
ist eines der Naßverfahren zur SOp-Entfernung und besteht
darin, daß Schwefeldioxyd (SOp), das in einem Absorptionsmittel absorbiert ist, zum Sulfation, das
keinen SOp-Partialdruck hat, oxydiert und hierdurch das Absorptionsvermögen des Absorptionsmittels für SOp
wieder hergestellt und das regenerierte Absorptionsmittel im Kreislauf geführt wird.
Wenn bei diesem Verfahren verdünnte Schwefelsäure als
Absorptionsmittel verwendet wird, muß das SOp enthaltende Abgas oder Rauchgas mit einer großen Menge des
Absorptionsmittels im SOp-Absorptionsturm zusammengeführt werden, v/eil verdünnte Schwefelsäure eine
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äußerst geringe SOp-Löslichkeit hat und daher das L/G-Verhältnis (Verhältnis von Flüssigkeit zu Gas) im
T.
Absorptionsturm 60 bis 100 1/Nm betragen muß, um den
Wirkungsgrad der Entfernung von SO2 auf 90 bis 95 % zu
steigern. Demgemäß müssen zur Entfernung von Schwefeldioxyd aus Abgasen und Rauchgasen nach diesem üblichen
Verfahren extrem große Absorptionstürme verwendet werden, um ein solches hohes L/G-Verhältnis einzustellen.
In dem Bemühen, ein verbessertes Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxyd aus Rauchgasen und Abgasen unter
Verwendung kleiner Absorptionstürme zu entwickeln, wurde nun gefunden, daß das L/G-Verhältnis des Absorptionsturms herabgesetzt werden kann, wenn wässriges Ammoniumsulfat,
das mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert im Bereich von 3 bis 4- angesäuert ist, als Absorptionsmittel
verwendet wird. ;
Die Erfindung betrifft die Entfernung von Schwefeldioxyd aus Rauchgasen und Abgasen nach einem
Verfahren, bei dem das L/G-Verhältnis des Absorptionsturms verringert ist, bei dem absorbierte*Schwefeldioxyd
leicht oxydiert werden kann, die Schwefelkomponente in
Form von Gips (CaSO^.2Hp0) oder in Form von Ammoniumsulfat
gewinnbar ist, und das zweckmäßig auf ein geschlossenes System anwendbar ist.
Wenn SO2 in Wasser gelöst wird, wird es teilweise zu
HSO ~ dissoziiert, während der Rest ohne Dissoziation gelöst wird. Die Auflösung von So2 in Wasser erfolgt
im nachstehenden Gleichgewichtszustand (1) und kann durch die folgenden Gleichungen (2) und (3) dargestellt
werden:
PeO0V=^(SO0) + H0O^H+ + HSO," (1)
Peo2 = H.(SO2) (2)
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(H+)(HSO ")
K = : 2 (3)
K = : 2 (3)
Hierin bedeuten Pso2 den SO^-Partialdruck, (SO2) das
gelöste, aber nicht dissoziierte SO2, H den Henryschen Koeffizienten und K die primäre Dissoziationskonstante
von schwefliger Säure. " Ί
Wenn der pH-Wert" des Absorptionsmittel nicht über 4 ;
liegt, kann die sekundäre Dissoziation von schwefliger
Säure vernachlässigt werden, so daß nur die Gleichungen (2) und (3) betrachtet zu werden brauchen. Die Gleichungen
(2) und (3) können als Gleichung (4) wie folgt ! umgeschrieben werden: j
PSO0 = H.- -.(SO0 + HSO") (4) j
2 (H+) + K d A j
Wenn (H+) niedriger, K größer und H kleiner ist, wird
niedriger.
Die Anmelderin bemühte sich, durch Anwendung der vorstehenden
Gleichung auf das Oxydations-Absorptions-. Naßverfahren geeignete Absorptionsbedingungen für die
Senkung des L/G-Verhältnisses des Absorptionsturms zu
finden und hierdurch eine wirksame Absorption von SO0 in das Absorptionsmittel zu erreichen.
Das Absorptionsmittel für die Entfernung von SO0 aus
dem Verbrennungsgas von Schweröl wird im allgemeinen bei einer Temperatur von etwa 600C verwendet. Es wurden
der Henrysche Koeffizient, die primäre Dissoziationskonstante von schwefliger Säure und die Beziehung
zwischen S0o-Partialdruck und Konzentration von SO0 +
HSO," oder des Wasserstoffions in der Lösung bei 60°C untersucht.
Der Henrysche Koeffizient und die primäre Dissoziationskonstante von schwefliger Säure bei 600C
und einem SO2-Partialdruck von 10 bis 10"** wurden
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nicht veröffentlicht und daher von der Anmelderin unter
Verwendung von wässrigem Ammoniumsulfat experimentell ermittelt. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle
genannt.
Flüssigkeit Atm· |
C C H ι •Liter-Mol" |
1,0 1,5 |
K | 10~2 10~2 |
0,1 Mol (NH4)2S04/Liter 0,5 Mol " " |
2,35 2,55 |
1,6 |
X
X |
ΙΟ"2 |
1,0 Mol " " | 2,80 | 1,6 | X | 10~2 |
2,0 Mol " " | 3,60 | 1,7 | X | 10~2 |
3,0 Mol " " | 4,40 | 0,7 | X | ΙΟ"2 |
Gesättigte Lösung von CaSO4.2H2O |
2,27 | X | ||
Bei dem vorstehend genannten Versuch wurde die gesättigte Gipslösung (CaSO4.2HpO) als Vergleichsabsorptionsmittel
für SOp verwendet, weil das aus der Gipsbildungsstufe
in den S02-Absorptionsturm zurückgeführte
SOp-Absorptionsmittel im Falle der Anwendung des Gipsgewinnungsverfahrens
mit Calciumsulfat gesättigt ist und daher die Versuchsbedingungen den Bedingungen bei
Anwendung eines solchen-Gipsgewinnungsverfahrens ähnlich
werden. ;
Auf der Grundlage der vorstehend genannten Versuchsergebnisse wurde der SOp-Partialdruok der 0,5 Mol
(NH4)pSO4/Liter enthaltenden Lösung und der mit Gips
gesättigten Lösung beim gleichen pH-Wert und bei der gleichen Konzentration von SO0 + HSO ~ nach der vorstehenden
Gleichung (4) bei einem pH-Wert von 3 bis 4 berechnet. Als Ergebnis wurde gefunden, daß der SO2-
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Partialdruck der (NH4^SO4-Lo sung etwa die Hälfte des
SOp-Partialdrucks der mit Gips gesättigten Lösung beträgt.
Die Lösung, die das SO2 absorbiert hat, hat aufgrund
des Wasserstoffions, das mit der Dissoziation des gelösten SOp auftritt, einen niedrigeren pH-Wert.
Figur I zeigt die Beziehung von pH-Wert, Pso2 und
Konzentration von SO2 + HSO,", wenn SO2 in der mit Gips
gesättigten Lösung und in der 0,1, 0,5 bzw. 1,0 Mol (NH4)^SO4 pro Liter enthaltenden Lösung gelöst ist.
Wie Fig. I zeigt, ist die Steigerungsgeschwindigkeit von (H+) geringer, wenn die Konzentration des gelösten
Sulfats höher ist. Dies wird auch daraus verständlich, daß die folgende ungefähre Gleichung theoretisch im
(NH4)PSO4-HpSO4-SO2-HpO-SyStCm bei einem pH-Wert von
2 bis 4 geschrieben werden kann.
(H )+ 2K21 ^12
b (H+) + Kp1 * 2 (H+)+
b (H+) + Kp1 * 2 (H+)+
Hierin stehen Cfe für (NH4 +), C3 für (SO4"" + HSO4"),
C1 für (SO2 + HSO ~), K21 für die sekundäre Dissoziationskonstante
von Schwefelsäure und K12 für die
primäre Dissoziationskonstante von schwefliger Säure. Der experimentelle Wert von K21 bei einer Temperatur .
von 6O0C ist in Tabelle 2 angegeben.
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Zusammensetzung der Flüssigkeit, Mol (NH^)?SO/,/
Liter
O^ - H^O-Gleichgewicht
(sekundäre Dissoziations konstante)
0,1
0,5 1,0 2,0 3,0
1,0 χ 10 1,9 χ 10 2,6 χ 10 2,6 χ 10 2,6 χ 10
"*2 "2
~2 ~2
Experimentell wurde bestätigt, daß die vorstehende ungefähre Gleichung und Konstante durch Messen des SOp-Partialdrucks
(PsOp) und der Konzentration von (SOp + HSO,") richtig angewandt werden können, wenn SO2 in
0,5 und 1,0 Mol (HH^^SO^/Liter bei einem pH-Wert von
3,7 bzw. 3,Ό absorbiert wird. Die Ergebnisse sind in
Fig. II dargestellt.
Auf der Grundlage der vorstehenden Versuchsergebnisse kann das Mindest-L/G-Verhältnis zur Entfernung von
SOp mit einem Wirkungsgrad von 95 % bei einer Temperatur
von 600C in einer Gegenstrom-Absorptionskolonne
(countercurrent differential contacting absorption tower) berechnet werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle
3 genannt.
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;ung Anfangs- ".' PH |
und Mindest-L/G (1/Nm5) | I von SO*? | Sp?m2en" | |
Tabelle 3 - - · | - H2O 7,0 | Minde"$t-L/G-Verhältnis | 2000 | 3000 |
Eintrittskonzentration von SO2 | tratior | 21,2 | 27,3 | |
Absorptionsmittel ' | 3,5 | 1000 | 7,3 | 9,4 |
Zusammen.seti | 3,5 | 14,0 | 5,8 | 7,2 |
3,5 | 6,2 | 5,4 | 6,3 | |
CaSO4.2H2O - | 3,5 | 5,1 | 5,0 | 5,7 |
0,25 Mol (NP | 4,2 | 5,2 | 5,8 | |
0,5 Mol | 4,2 | |||
1,0 Mol | 4,6 | |||
2,0 Mol | ||||
3,0 Mol |
Wie die vorstehenden Versuchsergebnisse zeigen, beträgt das L/G-Verhältnis, das für die Entfernung von SO2 mit
einem Wirkungsgrad von 95 % unter Verwendung von 0,5 bis 3,0 Mol (NH4)2S04/l (pH 3,5) wirksam ist, etwa 1/3 bis
1/4 des L/G-Verhältnisses bei Verwendung einer mit .2H2O gesättigten Lösung.
Die vorstehend beschriebenen Untersuchungen haben somit '
ergeben, daß das L/G-Verhältnis der Absorptionskolonne
wesentlich erniedrigt werden kann, wenn eine mit Schwefelsäure auf pH 3 bis 4 angesäuerte wässrige Ammoniumsulfatlösung
verwendet wird.
Die S02-Absorption gemäß der Erfindung ist vorteilhaft
auf das übliche Verfahren zur Entfernung von SO2 aus ,
Abgasen, insbesondere auf das Oxydations-Absorptions- ;
Naßverfahren anwendbar. Wenn die Erfindung auf ein ':
Verfahren mit Gipsgewinnung angewandt wird, kann das
Verfahren wie folgt durchgeführt werden: j
Die das Schwefeldioxyd enthaltenden Abgase werden zunächst in der Absorptionskolonne, in der eine mit Schwefelsäure
auf pH 3 bis 4 angesäuerte Ammoniumsulfatlösung als
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Absorptionsmittel verwendet wird, absorbiert (Wirkungsgrad der SOp-Entfernung 95 % oder mehr). Das erhaltene
Absorptionsmittel mit absorbiertem SOp wird der Oxydation
in einem Oxydationsturm unterworfen, in dem das absorbierte SO2 mit Luft oder Sauerstoff unter Bildung von
Schwefelsäure oxydiert wird, wodurch eine Senkung des pH-Werts des Absorptionsmittels eintritt. Daher wird der
pH-Wert des Absorptionsmittel«? durch Zugabe von wässrigem Ammoniak auf 3 bis 4- eingestellt und hierdurch das
Absorptionsvermögen des Absorptionsmittels für SOp wieder hergestellt (das regenerierte Absorptionsmittel
wird zur Absorptionskolonne zurückgeführt). Ein Teil der
Ammoniumsulfat enthaltenden Lösung wird in einen Gipsreaktor überführt, in dem das Ammoniumsulfat mit Calciumhydroxyd
oder Calciumoxyd umgesetzt wird, wobei Gips und wässriges Ammoniak gebildet werden (das zurückge- ;
wonnene wässrige Ammoniak wird zur Einstellung des pH-Werts des Absorptionsmittels im Absorptionsturm zurückgeführt).
Bei Anwendung der Erfindung auf ein Verfahren mit Ammoniumsulfatgewinnung kann das Verfahren wie folgt
durchgeführt werden:
Die das Schwefeldioxyd enthaltenden Abgase werden zunächst in der Absorptionskolonne absorbiert, und das
Absorptionsmittel, in dem das SO2 absorbiert ist, wird
in einem Oxydationsturm in der gleichen Weise oxydiert, wie dies vorstehend für das Verfahren mit Gipsgewinnung
beschrieben wurde. Nachdem der gefallene pH-Wert cks Absorptionsmittels durch Zugabe von wässrigem Ammoniak
wieder auf 3 bis 4 eingestellt und hierdurch das Absorptionsvermögen
des Absorptionsmittels für SOp wiederhergestellt worden ist, wird ein Teil der Ammoniumsulfat
enthaltenden Lösung in einen Ammoniumsulfat-Kristallisator
überführt, in dem die Lösung eingeengt wird, wobei
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kristallines Ammoniumsulfat gebildet wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann im allgemeinen j
bei einer Temperatur von 50 bis 600C durchgeführt werden.
Das L/G-Verhältnis des Absorptionsturms und die geeignete
Konzentration der wässrigen Ammoniumsulfatlösung
i sind verschieden in Abhängigkeit von der SOp-Konzentration
in den zu behandelnden Abgasen, jedoch beträgt das Verhältnis gewöhnlich 5 bis 10 1/Nnr und die SO^-Konzen-.
tration 0,1 bis 3,0-Mol/l.
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird die Ent-
I fernung von Schwefeldioxyd aus einem Rauchgas eines ι
Kessels, in dem Schweröl verbrannt wird, unter Verwen- i dung einer Gegenstrom-Füllkörperkolonne untersucht !
(Querschnittsfläche der Kolonne 1 m ; Betthöhe 2 m; j
Füllkörper: "Netwring HA-18" (Hersteller Dainippon i
Plastics Co., Ltd.); Gasgeschwindigkeit in der Kolonne ■■ 1,4 bis 1,7 m/Sek.). Bei diesem Versuch beträgt die
Konzentration von SO0 + HSO-," in dem oben auf die
Kolonne augegebenen Absorptionsmittel 10 Mol/l oder
weniger und die Temperatur des Absorptionsmittels 57
Konzentration von SO0 + HSO-," in dem oben auf die
Kolonne augegebenen Absorptionsmittel 10 Mol/l oder
weniger und die Temperatur des Absorptionsmittels 57
bis 580C. Die Ergebnisse sind in Fig. III dargestellt.
Das in der Absorptionskolonne absorbierte SO2 wird dann ,
in einem Oxydationsturm oxydiert und hierdurch in das
Sulfation, das keinen SO^-Partialdruck aufweist, umgewandelt. · I
Sulfation, das keinen SO^-Partialdruck aufweist, umgewandelt. · I
Die Oxydation von HSO,"" oder SO, mit Luft wird ge- j
wohnlich als eine radikalische Reaktion angesehen, die ' durch einen Metallionenkatalysator beschleunigt wird.
Es ist bekannt, daß bei hoher Konzentration von HSO,"~
fü t> i
für ^
oder SO, /die "Oxydationsgeschwindigkeit mit Luft ein
geschwindigkeitsbestimmender Schritt die Auflösungsgeschwindigkeit von Op ist, daß andererseits bei niedriger
Konzentration von HSO," oder SO, die Oxydations-
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reaktion eine von der Ionenkonzentration abhängende primäre Reaktion ist, und daß ferner der pH-Wert, bei
dem der Katalysator maximale katalytische Aktivität geigt, mit der Art des verwendeten Metallions variiert.
Die Oxydation von SO2 im Rahmen der Erfindung kann somit
vorzugsweise in Gegenwart eines Metallions aus der Gruppe der Übergangsmetalle, z.B. Eisen, Nickel, Kobalt
oder Mangan, durchgeführt werden. Dieses Metallion kann in Form des Oxyds, Sulfids, Sulfats, Nitrats, Carbonate,
Chlorids oder dergleichen dieser.Metalle zugeführt werden, jedoch enthalten die zu behandelnden Abgase
zuweilen eine genügende Menge dieses Metallions. In diesem Fall ist eine zusätzliche Zugabe nicht notwendig.
Die Konzentration des Metalls im Absorptionsmittel beträgt vorzugsweise 1 bis 1000 ppm. Ferner wird die
Oxydation vorzugsweise bei einer Temperatur von 50 bis
QO0C durchgeführt.
Unter Verwendung eines Kreislaufreaktors wurde die Oxydationsgeschwindigkeit untersucht, wobei die Konzen-
— —2
tration von HSOJ~ geringer war als 10" Mo1/1, die
Konzentration des Metallions 2 χ 10 Mol/l, der pH-Wert
4 bis 2,5 und die Temperatur 400C betrug und di* Luft
durch eine poröse Luftverteilerplatte in den Reaktor geblasen wurde. Die Oxydation fand durch eine primäre
Reaktion statt, die von der Konzentration von HSO," abhing. Die Oxydationskonstanten sind in Fig. IV dargestellt,
j
Wie Fig. IV zeigt, ist die Oxydationsgeschwindigkeit im Fall von Mn++ bei pH 3 und im Fall von Fe++ bei pH 4-maximal.
Im Falle der Verwendung von billigem Eisen verläuft die Oxydationsgeschwindigkeit somit ungefähr
parallel zum umgekehrten Wert der Wasserstoffionenkonzentration.
Ferner sinkt die Oxydationsgeschwindigkeit im Falle der Verwendung des Eisenions bei einem
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pH-Wert von mehr als 4.
Diese Versuchsergebnisse zeigen, daß bei Verwendung
einer geringen Eisenmenge das absorbierte SO2 mit Luft
"in einem pH-Bereich von 3 bis 4 schnell oxydiert werden
—4 kann und die SOp-Konzentration auf weniger als 10 Mol/
Liter sinkt, was -durch Oxydation bei einem pH-Wert von
mehr als 4 nicht erreicht werden kann.
Die Aktivierungsenei»gie der Oxydationsreaktion kann für
den Fall der. Verwendung des Eisenions durch die Gleichung E = hl ,h χ 10? cal/Mol 0K "
ausgedrückt werden.· Diese Oxydationsreaktion hängt stark von der Temperatur ab. Demgemäß ist das Verfahren
gemäß der Erfindung, bei dem Oxydation und Absorption ; wiederholt durchgeführt werden, im Vergleich zu dem j
üblichen Verfahren, bei dem eine Schwefelverbindung j
(z.B. Calciumsulfit im Falle der Herstellung von Gips durch Luftoxydation) aus dem Reaktionssystem herausgenommen
und dann mit Luft oxydiert wird, vorteilhaft, weil das Reaktionssystem gemäß der Erfindung leicht bei ,
hoher Temperatur gehalten werden kann.
Ferner wird die Oxydationsgeschwindigkeit mit Hilfe der mit einer feinen Luftblase vorgenommenen Oxydation gemessen,
die stattfindet, wenn ein Teil der zu oxydie- ; renden Flüssigkeit aus einer Düse gesprüht wird. Bei |
dieser Methode beträgt die Oxydationsgeschwindigkeit 0,6 bis 0,8 kg.Mol/m^.h, wenn sie unter Verwendung von
0,5 Mol/l Na2SO5 (Konzentration von SO, + HSO5"" =
10 Mol/l oder mehr) bei einem Gehalt an Co+"1" von
2 χ 10 Mol/l und pH 9 bis 8 gemessen wird. Andererseits beträgt die Oxydationsgeschwindigkeit 0,8 bis
1,0 kg.Mol/m^.h, wenn sie unter Verwendung einer wässrigen
Ammoniumsulfatlösung, in der SO2 absorbiert und
10 ppm Eisenion enthalten ist, bei einem pH-Wert von 3,7 bis 3,5 und bei 600C gemessen wird. In beiden
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Ai
Lösungen ist somit die Oxydationsgeschwindigkeit :
ähnlich. Dies bedeutet, daß bei einem pH-Wert von 3»7
++ —4 bis 3»5j einer Konzentration von Pe von 2 χ 10 MoIA
und einer Konzentration von HSOx" von weniger als
— 2 ■? '
/IO Mol/l die Oxydationsgeschwindigkeit vorwiegend von
der Auflosungsgeschwindigkeit der Luft abhängt und die
Oxydationsgeschwindigkeit äußerst hoch ist. " j
Wenn eine wässrige Lösung von (NH^)2S0^ mit einem
pH-Wert von mehr als 4 als Absorptionsmittel beim Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxyd aus Abgasen
verwendet wird, hat das Absorptionsmittel einen NH,-Partialdruck,
und das Ammoniak reagiert mit SOp oder SO, unter Bildung eines Aerosols. Dies hat zur Folge,
daß ein blauer Rauch von den zu behandelnden Gasen nach dem Entschwefelungsprozess entwickelt wird. Ferner
ändert sich der pH-Wert während der Absorptionsstufe stark, wenn das Absorptionsmittel einen pH-Wert von
mehr als 4 hat, so daß es sehr schwierig wird, den pH-Wert in der Oxydationskolonne zu regeln. Es ist
somit nachteilig, ein Absorptionsmittel mit einem pH-Wert von mehr als 4 zu verwenden.
Wie bereits erwähnt, kann gemäß der Erfindung bei Verwendung einer wässrigen (NH2, )pSO.-Lösung mit einem
pH-Wert im Bereich von 3 bis 4- das L/G-Verhältnis der
SOp-Absorptionskolonne auf 1/3 bis 1/4 gesenkt werden.
Ferner kann im Vergleich zu dem üblichen Verfahren, bei dem verdünnte Schwefelsäure als Absorptionsmittel
verwendet wird, die Größe der Oxydationskolonne verringert werden.
Wenn die Absorption und Oxydation von SOp wiederholt werden, reichert sich das Sulfation im Absorptionsmittel
an, und das Sulfation kann aus dem Absorptionsmittel in Form von Gips (Calciumsulfat) oder in Form
von Ammoniumsulfat abgetrennt werden.
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Wenn das SuIfation in Form von Gips gewonnen wird, wird
nach Wiederholung der Absorption und Oxydation von SO,-,
nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ein Teil der gebildeten Lösung, in der das Sulfation angereichert
ist, in den Gipsreaktor überführt, in dem das (NH4^SO4
mit Calciumhydroxid oder Calciumoxyd (Ca(OH)2 oder
CaO) unter Bildung von Gips und Ammoniak gemäß dem folgenden Reaktionsschema umgesetzt wird:
(NH4)2S0^ + Ca(OH)2 + 2H2O-
> CaSO4.2H2O + 2NH4OH (6)
Das bei dieser Reaktion (6) gebildete wässrige Ammoniak : hat einen pH-Wert von 10 bis 11, und das Calciumhydroxyd
oder -oxyd wird quantitativ gelöst, so daß die Reaktion , (6) nach rechts verläuft.
In der Gipsbildungsstufe werden vorzugsweise weitgehend
Gipskristalle gebildet, um den Dehydratationswirkungsgrad zu steigern und den Hydratanteil des Gipses zu '■
verringern und ferner die physikalischen Eigenschaften
des Gipsprodukts zu verbessern. Die Kristallisation von Gips besteht aus der Kristallkeimbildungsstufe und der
Kristallwachstumsstufe. Die Aktivierungsenergie E in '
der Kristallkeimbildungsstufe beträgt 4,5 χ 10^ und in ;
der Kristallwachotumsstufe 16 χ 10*. Die Aktivierungsenergie E im geschwindigkeitsbestimmenden Schritt der
Diffusion beträgt im allgemeinen 3 x 1Cr bis 5 x 10 .
Diese Werte zeigen, daß das Auftreten feiner Kristalle verhindert werden kann und als Folge gute Kristalle :
erhalten werden können, wenn die Übersättigung minimal gehalten, die Temperatur des Reaktors erhöht und ferner
das Gemisch in geeigneter Weise gerührt wird. . |
Die Gipsbildungssoufe wird im allgemeinen bei einer ]
Konzentration von NH4 + + NH, von 0,1 bis 3,0 Mol/l, bei
einer Konzentration der Auf-7*~ " von Iu bis 30 Gew.-%,
einem SO4 /Ca-Verhältnis von 1:0,5 bis 1:1,0 und bei
einer Temperatur der Lösung von 50 bis 85°C durchgeführt.
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_ 14 -
Bei einer Konzentration νο,η NH, + NH=, von 1,0 Mol/l,
sclrlämmunc? .
einer Konzentration der Auf/ von 10 bis 20 Gew.-%, einem SO^ /Ca-Verhältnis von 1:0,95 bis 1:0,98 und
einer Temperatur der Lösung von 50 bis 600C ist die
Geschwindigkeit des Kristallwachstums der geschwindigkeitsbestimmende Schritt. Wenn die Kristallisation von
Gips unter diesen Bedingungen durchgeführt wird, eignet sich der hierbei erhaltene Gips für Gipsplatten und
Zement, und das zurückgewonnene wässrige Ammoniak kann in die Oxydationskoionne zurückgeführt werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung in seiner Anwendung auf die Herstellung von Gips wird nachstehend unter i
Bezugnahme auf das Fließschema in Fig. V beschrieben. Die schematische dargestellte Anlage umfaßt einen '.
Vorkühlungs- und Konzentrierungsturm 1, einen Oxyda- i tionsturm 2, eine SOp-AbSorptionskolonne 3, eine Vor- I
lage 4 zum Auflösen von gelöschtem Kalk, einen Gipsreaktor 5» einen Hydrozyklon 6,eine Trockenzentrifuge 7»
einen Eindicker 8 und eine Amnfiakvorlage 9. Die Prozessströme
umfassen das Kesselabgas A, das behandelte Gas B, das Wasser C, den gelöschten Kalk D und den Gips E. '
Das zu behandelnde Abgas wird in den Vorkühl- und j Konzentrierungsturm 1 geführt, auf etwa 60 C gekühlt
und dann in die Absorptionskolonne 3 geleitet, in der das Abgas mit einer wässrigen Lösung von Ammoniumsulfat,
die mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert im Bereich von
3 bis 4 angesäuert ist, behandelt wird. Das zugeführte Absorptionsmittel kann einen SOp-Partialdruck von j
1 ppm oder weniger haben, und die SOp-Entfernung kann
bis zu etwa 99 % oder mehr durchgeführt werden. Das nach der Absorption des So2 erhaltene behandelte Gas
wird vom Kopf der Absorptionskolonne 3 abgezogen. Die Lösung, die das absorbierte SOp enthält, wird über den
Vorkühl- und Konzentrierungsturm 1, in dem die Lösung konzentriert wird, zum Oxydationsturm 2 geführt. Die
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das absorbierte SOp enthaltende konzentrierte Lösung
enthält SO2 und HSO5 +. Da ihr pH-Wert etwas gefallen
ist, wird er mit wässrigem Ammoniak, das aus der Ammoniakvorlage 9 zugeführt wird, auf einen Bereich von
3 bis 4 eingestellt. Im Oxydationsturm 2 wird das im
Absorptionsmittel absorbierte SO2 mit Luft oder Sauerstoff
oxydiert und hierdurch in das SuIfation umgewandelt.
Die in dieser Weise im Oxydationsturm 2 erhaltene, mit Schwefelsäure angesäuerte wässrige Ammoniumsulfatlösung
wird in die Absorptionskolonne 3 eingeführt. Wenn diese Stufen wiederholt werden, reichert
sich das Sulfation in der umlaufenden Lösung an. Ein Teil der Lösung wird dann in den Gipsreaktor 5 geführt.
In diesem Reaktor wird das Ammoniumsulfat mit gelöschtem Kalk (Ca(OH)2), der aus der Auflösungsvorlage 4
• für Löschkalk zugeführt wird, umgesetzt, wobei das Verhältnis von SO^ /Ca++ durch Überwachung des pH-Werts
bei etwa 1:0,5 bis 1:1,0 gehalten wird. Die hierbei gebildete Gipsaufschlämmung wird im Hydrozyklon
6 kondensiert, wodurch die Konzentration der Aufschlämmung erhöht und ferner die Verweilzeit der Gipsteilchen
im Reaktor verlängert wird. Außerdem wird die Konzentration der Aufschlämmung im Gipsreaktor 5 durch
Regelung der Durchflußmenge am Eintritt und/oder Austritt
des Reaktors geregelt. Der gebildete Gips wird durch Zentrifugieren in der Trockenzentrifuge 7 dehydratisiert,
mit Wasser gewaschen und isoliert. Das gebildete wässrige Ammoniak wird über den Eindicker
zur Ammoniakvorlage 9 geführt und weiter in den Oxydationsturm 2 zurückgeführt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird Wasser für die Auflösung von Calciumhydroxyd oder Calciumoxyd
im Löschkalk-Auflösebehälter 4 und ferner zum Waschen des.Gipses in der Trockenzentrifuge 7 zugeführt. Die
Wassermenge ist die Hälfte oder weniger der zusammen
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mit dem behandelten Gas (Temperatur über 130 C, SOp-Konzentration
unter 2000 ppm) abgezogenen Menge. Das fehlende Wasser kann am Vorkühl- und Konzentrierungsturm
1 ergänzt werden. Das vorstehend beschriebene Verfahren
kann somit so durchgeführt werden, daß nur Gips aus dem gesamten System ausgetragen wird, so daß es möglich
ist, das Verfahren gemäß der Erfindung in einem ge- · schlossenen System durchzuführen. Im geschlossenen
System wird das Absorptionsmittel unmittelbar mit den heißen Abgasen zusammengeführt und durch Verdampfen des
Wassers konzentriert, so daß die Stufen der Absorption, Oxydation und Gipsbildung "ohne Austrag von Wasser aus
dem System durchgeführt v/erden.
Die Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung
in der Anwendung auf die Gewinnung von Ammoniumsulfat
ist durch das Fließschema in Fig. VI dargestellt. In Fig. VI sind die Anlageteile 1, 2 und 3 und die Prozess-Ströme
A, B und C die gleichen wie in Fig. V. Die Anlage umfaßt ferner einen Ammoniumsulfat-Kristallisator
14, eine Dehydratisierung 15» einen Trockner 16 und
eine Ammoniakvorlage 17» während F das kristalline
Ammoniumsulfat darstellt. Das zu behandelnde Abgas wird in den Vorkühl-Konzentrierungsturm 1 aufgegeben,
auf etwa 600C gekühlt und dann in die Absorptionskolonne
5 überführt, in der das Abgas mit einer wässrigen Aramoniumsulfatlösung, die mit Schwefelsäure auf einen
pH-Wert im Bereich von 3 bis 4· angesäuert ist, zusammengeführt
wird. Das zugeführte Absorptionsmittel kann einen S02~Partialdruck von 1 ppm oder weniger haben,
und der Wirkungsgrad der SO2-Entfernung kann auf etwa
99 % oder höher gebracht werden. Das nach der Absorption des SOp erhaltene behandelte Gas wird vom Kopf der
Absorptionskolonne 3 abgezogen. Die Lösung, die das SO2 absorbiert hat, wird über den Vorkühl-Konzentrierungsturm
1, in dem die Lösung konzentriert wird, zum
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Oxydationsturm 2 geführt. Me das absorbierte
enthaltende konzentrierte Lösung enthält SO2 und
Da ihr pH-Wert etwas gefallen ist, wird der pH-Wert j mit wässrigem Ammoniak, das von der Ammoniakvorlage 17 ■ zugeführt wird, auf einen Bereich von 3 bis 4- einge- j stellt. Im Oxydationsturm 2 wird das im Absorptions- \ mittel absorbierte SOo mit Luft oder Sauerstoff oxydiert" und hierdurch in das Sulfation umgewandelt. Die in j dieser Weise im Oxydationsturm 2 erhaltene, mit Schwe- \ feisäure angesäuerte wässrige Ammoniumsulfatlösung wird ; zur Absorptionskolonne 3 zurückgeführt. Wenn diese
enthaltende konzentrierte Lösung enthält SO2 und
Da ihr pH-Wert etwas gefallen ist, wird der pH-Wert j mit wässrigem Ammoniak, das von der Ammoniakvorlage 17 ■ zugeführt wird, auf einen Bereich von 3 bis 4- einge- j stellt. Im Oxydationsturm 2 wird das im Absorptions- \ mittel absorbierte SOo mit Luft oder Sauerstoff oxydiert" und hierdurch in das Sulfation umgewandelt. Die in j dieser Weise im Oxydationsturm 2 erhaltene, mit Schwe- \ feisäure angesäuerte wässrige Ammoniumsulfatlösung wird ; zur Absorptionskolonne 3 zurückgeführt. Wenn diese
Stufen wiederholt werden, reichert sich das Sulfation j
in der umlaufenden Lösung an. Ein· Teil der Lösung wird \
in einen Ammoniumsulfat-Kristallisator 14 geführt. Hier ,
wird die Lösung durch Abdampfen von Wasser eingeengt j
und das Ammoniumsulfat dann kristallisiert. Das in I
dieser Weise erhaltene kristalline Ammoniumsulfat wird :
in einer Dehydratisierung 15 dehydratisiert, in einem '
Trockner 16 getrocknet und dann abgezogen.
Die Kristallisation des Ammoniumsulfats wird im allgemeinen unter sauren Bedingungen durchgeführt, um die
Bildung von Ammoniak und einen Ammoniakverlust zu
verhindern. Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren
ist die Lösung-sauer (pH 3 bis 4·), so daß kein Zusatz
von frischer Schwefelsäure notwendig ist.
Bildung von Ammoniak und einen Ammoniakverlust zu
verhindern. Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren
ist die Lösung-sauer (pH 3 bis 4·), so daß kein Zusatz
von frischer Schwefelsäure notwendig ist.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter
erläutert.
erläutert.
Ein Kesselabgas, das durch Verbrennen von Schweröl
gebildet wird (SOo-Konzentration 14O0 bis 1600 ppm;
Temperatur 200 bis 2500C j 5000 NmVstunde), wird in
einem Vorkühl-Konzentrierimgsturm (Wasserstrahl-Mehrfachwäscher; Höhe 2 m, Breite 1m, Länge 2m; L/G-
gebildet wird (SOo-Konzentration 14O0 bis 1600 ppm;
Temperatur 200 bis 2500C j 5000 NmVstunde), wird in
einem Vorkühl-Konzentrierimgsturm (Wasserstrahl-Mehrfachwäscher; Höhe 2 m, Breite 1m, Länge 2m; L/G-
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Verhältnis 10 1/Nnr) konzentriert und gekühlt. Ein Teil
des so behandelten Abgases wird in eine Absorptionskolonne geführt (Ventilbodenkolonnej freie Fläche
36,77 % (Maximum) und 6,74 % (Minimum); 5 Stufen (Höhe
pro Stufe 0,5 m)j Kapazität für die Behandlung des
Gases 300 bis 1000 NmVstunde; Querschnittsfläche der Kolonne 0,2 m ). Das SOp-Absorptionsmittel wird in
einer Oxydationskolonne (Wasserstrahlreaktor einer Größe von 0,5 m ) genügend oxydiert und dann oben auf
die Absorptionskolonne aufgegeben. Das zu behandelnde ' Abgas wird der Absorptionskolonne von unten zugeführt '
und im Gegenstrom mit dem Absorptionsmittel zusammen- ■ geführt. Der Grad der SOp-Eatfernung wird bei verschie- '
denen L/G-Verhältnissen unter den folgenden Bedingungen
geraessen: SOp-Konzentration am Eintritt zur Absorptionskolonne
700 bis 800 ppm: zugeführte. Absorptionsmittel- !
JE !
menge 12 nr/Stundej Volumen des zu behandelnden Abgases
300 bis 1000 Nm5/Stunde; Temperatur 50 bis 53°C. Die
folgenden Absorptionsmittel werden verwendet: j
1) 7#ige wässrige Lösung von CaSO4.2H2O. Der pH-Wert
dieser Lösung wird mit CaCO, eingestellt. Die j
Lösung wird in der Oxydationskolonne oxydiert und das Absorptionsmittel dann zur Absorptionskolonne
geführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 genannt. ;
Tabelle 4: Grad der SOp-Entfernung in % ■
Anfangs-pH-Wert L/G-Verhältnis 10 20 30
, 3,0 47 67 77 4,0 56 76 84
2) Wässrige Losung von 0,35 Mol Al2 (SO,,) /1 !
Der pH-Wert wird mit basischem Aluminiumsulfat . (Basizität 40 %) eingestellt. Die Lösung wird in der
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Oxydationskolpnne oxydiert und das Absorptionsmittel,
dann in die Absorptionskolonne geführt. Die Ergeb- ;
nisse sind in Tabelle 5 genannt. ■
Tabelle 5: Grad der S02~Entfernüng in %
Anfangs-pH-Wert L/G-Verhältnis
15 20. 30
2,5 . 66,5 75 83,5
2,7 *' 72 81 91
3) Wässrige Lösung von 0,5 Mol (NH^^SO^/l
Der pH-Wert der Lösung wird mit Ammoniak, das aus der Ammoniakvorlage zugeführt wird, eingestellt und
die Lösung in der Oxydationskolonne oxydiert. Das Absorptionsmittel wird, dann in die Absorptionskolonne
geführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 genannt.
Anfangs- | 10 | 5 | 15 | L/G-Verhältni£ | 25 | ,5 | 30 | 3 | 40 | 5 |
pH-Wert | 48, | 5 | 58 | 20 | 68, | ,5 | 71 | 75, | 5 | |
'2,0 | 73, | 82 | 64,5 | 90, | 92, | »5 95, | ||||
3,0 | 83 | 90 | 87 | 97 | 99 | 100 | ||||
5,7 | 93 | |||||||||
Die Ergebnisse zeigen folgendes: Bei Verwendung der wässrigen (NH^^SO^-Lösung (pH 3 his 4) werden 90 %
des SO2 entfernt, wenn das L/G-Verhältnis 15 beträgt.
Zur Erzielung einer SO2-Entfernung im gleichen Ausmaß
müßte das L/G-Verhältnis bei Verwendung einer CaSO^,.
2H20-Lösung 40 oder mehr und bei Verwendung einer Al2(SO^),-Lösung 30 oder mehr betragen.
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Bei Verwendung einer 7%igen CaSO^.2H2O-LÖsung wird bei
einem pH-Wert von 4 oder mehr das Calciumcarbonat nicht genügend aufgelöst, so daß eine Aufschlämmung
eines Gemisches von Calciumcarbonat, Calciumsulfat und
Calciumsulfit gebildet wird. Dies hat zur Folge, daß nur eine ungenügende Oxydation des Sulfits in der
Oxydationskolonne stattfindet.
Bisher wurde bei dem Verfahren zur Absorption und Entfernung von SOp unter Verwendung einer wässrigen
Alp (SO^.) ,-Lösung das absorbierte S0~ + HSO," oxydiert
und zum Absorptionsmittel eine basische Calciumverbindung zur Bildung von Gips gegeben und das gebildete
basische Aluminiumsulfat zur Neutralisation des Absorptionsmittels verwendet. Wenn Jedoch bei einem
solchen Verfahren der pH-Wert im Gipsreaktor über 3,0 steigt, wird ein Teil des Aluminiums als Aluminiumhydroxyd
ausgefällt. Dieses Verfahren kann daher nur durchgeführt werden, wenn der pH-Wert des Absorptionsmittels unter 3,0 gehalten wird.
ι Beispiel 2
Das gleiche Kesselabgas wie in Beispiel 1 (5000 ΝωV
Stunde) wird im gleichen Vorkühl- und Konzentrierungsturm
wie in Beispiel 1 konzentriert und gekühlt und dann in eine Absorptionskolonne eingeführt (Füllkörperkolonne
mit einer Querschnittsfläche von 1 m , einer Betthöhe von 2 ra und Füllkörpern der Handelsbezeichnung
"Netwring HA-18" (Hersteller Dainippon Plastics Co.,
Ltd.). Das SOp-Absorptionsmittel wird in der gleichen
Oxydationskolonne wie in Beispiel 1 genügend oxydiert und dann oben auf die Absorptionskolonne aufgegeben.
Das zu behandelnde Abgas wird der Absorptionskolonne von unten zugeführt und mit dem Absorptionsmittel im
Gegenstrom zusammengeführt, wodurch das SO2 absorbiert
und entfernt wird. Das Absorptionsmittel mit dem
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absorbierten S0p wird dann in der Oxydationskolonne
mit Luft oxydiert, während der pH-Wert mit Ammoniak geregelt wird, und dann in die Absorptionskolonne
zurückgeführt.
Ein Teil des Absorptionsmittels wird in einen Gipsreaktor (Rührwerksreaktor mit einem Fassungsvermögen
von 0,5 m ) geführt. Hier wird die Lösung mit einer 20%igen Löschkalkaufschlämmung behandelt, wobei Gips
gebildet wird. Ein Teil der Gipsaufschlämmung wird unter Verwendung eines HydroZyklons eingeengt und dann
in den Gipsreaktor zurückgeführt, wodurch die Konzen- !
tration der Gipsaufschlämmung erhöht wird. Der in dieser Weise erhaltene Gips wird durch Zentrifugieren entwässert,
mit Wasser gewaschen, durch Zentrifugieren j entwässert und dann isoliert. Das wässrige Ammoniak j
wird zurückgewonnen und in die Anlage zurückgeführt. j
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird eine ;
wässrige Lösung von 0,5 Mol (NH^)2SO^/1 (Temperatur '■
59 bis 600C, Konzentration des Eisenions 10 bis 20 ppm) ,
verwendet und bei pH 3 bis 4- gehalten. Bei einem L/G-Verhältnis der Absorptionskolonne von 8 1/Nnr beträgt ;
die SOp-Konzentration am Austritt 30 bis 50 ppm und der
Grad der SOp-Entfernung 96 bis 98 %.
Die Lösung, die das absorbierte SOp enthält, wird in
einer Menge von 0,5 m /Stunde abgezogen und dann mit einer 20%igen Löschkalkaufschlämmung bei pH 10 bis
10,5 umgesetzt, wobei Gips gebildet wird (mittlere Verweilzeit der Lösung im Gipsreaktor eine Stunde;
Konzentration der im Hydrozyklon konzentrierten Gipsaufschlämmung
20 bis 30 Gew.-%; mittlere Verweilzeit
-des Gipses 4- Stunden; Temperatur im Reaktor- 55 bis
60 C). Der in .dieser Weise gebildete Gips wird durch
Zentrifugieren entwässert, mit Wasser gewaschen, durch Zentrifugieren entwässert und dann isoliert. Die physi-
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kaiischen Eigenschaften des Gipses sind nachstehend in
Tabelle 7 genannt.
CaSO4.2H2O: | Beisüiel 3 | 8,0 | 50 | I | Sek. | I |
pH-Wert | 8,95 % | 40 | I | Sek. | ||
Wassergehalt | 1,06 | 20 | Sek. | |||
Schuttgewicht | 30 | Sek. | ||||
CaSO^.0,5H2O: | 66,8 % | |||||
Damit mischbare Wassermenge | 5 Min. und | |||||
Beginnendes Fließen | 9 Min. und | |||||
Beginn der Erstarrung | 14 Min. und | |||||
Erhärtung der Oberfläche | 33 Min. und | |||||
Vollständige Erstarrung | 35,5°C | |||||
Maximale Temperatur | 13,5 kg/cm2 | |||||
Naßfestigkeit | ||||||
Auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise wird das Kesselabgas mit einer wässrigen Lösung von 3,0 Mol !
(NH4)2S04/l behandelt (pH-Wert 3,5 bis 3,7; Temperatur
60 bis 610C; Konzentration des Eisenions 20 bis 30 ppm).
Bei einem L/G-Verhältnis der Absorptionskolonne von 8 1/Nnr und einer Größe der Oxydationskolonne von
0,5 nr beträgt die S02-Konzentration am Austritt 100
bis 150 ppm und der Grad der SOp-Entfernung 90 bis .
93 %> In diesem Fall beträgt die Konzentration an
SO2-.+ HSO," in dem der Absorptionskolonne zugeführten
Absorptionsmittel 1 χ 10"^ bis 2 χ 10"*^ Mol/l. Dies
,bedeutet, daß die Oxydation ungenügend ist. ,
Bei einer Größe der Oxydationskolonne von 1,0 m beträgt die SOp-Konzentration am Austritt 30 bis 40 ppm
und der Grad der SO2-Entfernung 96 bis 98 %, In diesem
509813/1039
Fall beträgt die Konzentration an SOp + HSO^" in dem
der Absorptionskolonne zugeführten Absorptionsmittel
-4-10 Mol/l oder weniger.
Das Absorptionsmittel wird abgezogen und weitere 10 Minuten in der Oxydationskolonne oxydiert. Die in dieser
Weise behandelte Lösung wird mit Filterpapier filtriert und das Filtrat eingeengt, wobei Kristalle von Ammoniumsulfat
erhalten werden. Die Analyse des Produkts ergibt 25,6 % NH5, 60,6 % SO5, 0,01 % Fe3O5, 0,02 % OaO und
eine geringe Menge Ni und Mn. Farbe: weiß.
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Claims (11)
1. Verfahren zur Entfernung von Schv/efeldioxyd aus Abgasen
und Rauchgasen nach einem Oxydations-Absorptions-Naßverfahren,
dadurch gekennzeichnet, daß man eine mit Schwefelsäure auf einen pll-'.Vert im Bereich von 3 bis 4
angesäuerte wässrige Ammoniumsulf at.iösung als Absorptionsmittel
verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man das absorbierte SO0 und das dissoziierte HSOZ in
einer Oxydationskolonne mit Luft oder Sauerstoff unter
Bildung von SO. und HSO." oxydiert, hierdurch das
Absorptionsvermögen des Absorptionsmittels für SO0 wieder herstellt und das regenerierte Absorptionsmittel
in die Absorptionskolonne zurückführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine vHssrige Air.noniumsulfatlesung einer Konzentration
von 0,1 bis 3,0 Mol/l verwerdet.
4-. Verfaliren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man eine Absorptionskolonne mit einem L/G-Verhältnis von 5 bis 10 1/Nnr verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Oxydation des Absorptionsmittels in Gegenwart eines Metallions aus der Übergangsmet all gruppe
durchführt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Konzentration des Metalls im Absorptionsmittel 1 bis 1000 ppm beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxidation bei einer Temperatur von 50 bis
800C durchführt,.
'509813/1039
BAD
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das in den Abgasen und Rauchgasen enthaltene
SO0 mit einer mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert im
Boreich von 3 bis 4 angesäuerten wässrigen Ammoniumsulfatlösung
in einer Absorptionskolonne absorbiert, das absorbierte SQp in einer Oxydationskolonne mit Luft
oder Sauerstoff zu Schwefelsäure oxydiert, den pH-Wert
des Absorptionsmittels in der Oxydationskolonne mit
wässT'.i gern Ammoniak auf 3 bis 4· einstellt und hierdurch
das Absorptionsvermögen des Absorptionsmittels für SOp
wiederherstellt, das regenerierte Absorptionsmittel in ;
die Absorptionskolonne zurückführt, einen Teil der ι
umlaufenden Lösung mit Calciumhydroxid oder Calciumoxyd
in einem Gipsreaktor unter Bildung von Gips und wässrigem Ammoniak behandelt und das erhaltene wässrige ·
Ammoniak in die Oxydationskolonne zur Regelung des pH-Werts des Absorptionsmittels zurückführt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gipsbi]dungsstufe bei einer Konzentration von
NH^+ + NH, von 0,1 bis 3,0 Mol/l, einer Konzentration
der Aufschlämmung von 10 bis 30 Gew.-%, einem SO^, /
Ga-Verhältnis von 1:0,5 bis 1:1,0 und bei einer Temperatur
der Lösung von 50 bis 85°C durchführt. ;
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das in den Abgasen und Rauchgasen enthaltene'
SOp in einer Absorptionskolonne mit einer wässrigen Ammoniumsulfatlösung, die mit Schwefelsäure auf einen
pH-Wert im Bereich von 3 bis 4- angesäuert ist, absorbiert,
das absorbierte SOo in einer Oxydationskolonne
mit Luft oder Sauerstoff zu Schwefelsäure oxydiert, den
pH-Wert des Absorptionsmittels in der Oxydationskolonne mit wässrigem Ammoniak auf 3 bis >\ einstellt und hierdurch
das Absorptionsvermögen . des Absorptionsmittels für SO0 wiederherstellt, das regenerierte Absorptions-
0 9 8 13/ 103)
2U5U5
mittel in die Absorptionskolonne zurückführt und einen Teil der umlaufenden Lösung unter Bildung von kristallinem
Ammoniumsulfat konzentriert.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 1o, dad\irch gekennzeichnet.-,
daß man das Absorptionsmittel direkt mit den heißen Rauchgasen oder Abgasen zusammenführt und durch
Verdampfen von V/asser konzentriert und hierdurch die
Oxydation
Stufen der Absorption,/ Gix>r;bildungbzw. Ammoniumsulf abbildung
in einem geschlossenen System ohne Austrag von Wasser durchführt.
509813/1039
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