DE2501644C2 - Plant for the production of aqueous solutions of alkali and alkaline earth hydrogen salts - Google Patents
Plant for the production of aqueous solutions of alkali and alkaline earth hydrogen saltsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a system according to the preamble of claim 1.
Bei einer nach der DE-AS 15 67 951 bekannten Anlage dieser Art kann die Erzeugung wässeriger Lösungen von Hydrogensalzen (z. B. Natriumhydrcgensulfit, NaHSO3) mit der Reinigung von Abluft, die saure Gase (ζ. B. Schwefeldioxid, SO2) als Schadstoffe enthalten, verbunden werden. Bei diesem bekannten Verfahren passiert die Abluft in einer mehrstufigen Waschanlage die Waschstufen kontinuierlich und immer in der gleichen Reihenfolge, und die Waschflüssigkeit durchläuft die Waschstufen im Gegenstrom zur Abluft. Bei Anlagen nach dem Stand der Technik geht man hierzu von einer wässerigen Alkali- oder Erdalkalilauge (z. B. 18%ige Natronlauge) aus, die in einer Gaswaschanlage mit der Abluft in Kontakt gebracht wird.In a system of this type known from DE-AS 15 67 951, the generation of aqueous solutions of hydrogen salts (e.g. sodium hydrogen sulfite, NaHSO 3 ) with the cleaning of exhaust air, the acidic gases ( e.g. sulfur dioxide, SO 2 ) contained as pollutants. In this known method, the exhaust air passes through the washing stages continuously and always in the same sequence in a multi-stage washing system, and the washing liquid runs through the washing stages in countercurrent to the exhaust air. In the case of systems according to the state of the art, an aqueous alkali or alkaline earth solution (e.g. 18% sodium hydroxide solution) is used as a starting point, which is brought into contact with the exhaust air in a gas scrubbing system.
Solange die Lösung alkalisch (z. B. pH = 10) ist. bilden sich die einfachsauren Salze (z. B. Na2SOj). Mit alkalischer Lösung erzielen einstufige Wäscher (z. B. Strahlwäscher) auch gute Abluftreinheiten. Die Waschflüssigkeit ist dabei noch nicht mit den sauren Gasen gesättigt.As long as the solution is alkaline (e.g. pH = 10). the mono-acidic salts are formed (e.g. Na2SOj). With alkaline solution, single-stage scrubbers (e.g. jet scrubbers) also achieve good exhaust air purity. The washing liquid is not yet saturated with the acidic gases.
Will man jedoch Hydrogensalze erzeugen, so muß man die Waschflüssigkeit mit dem sauren Gas vollständig sättigen. Hierbei bewegt sich der pH-Wert der Waschlösung in den sauren Bereich hinein (z. 3. auf pH = 4). Nun werden saure Gase in saurer Waschflüssigkeit schwach absorbiert Die Abluft hat folglich noch einen hohen Anteil an Schadstoffen.However, if you want to produce hydrogen salts, you have to wash the liquid with the acidic gas fully saturate. Here, the pH of the washing solution moves into the acidic range (e.g. 3 pH = 4). Now acidic gases are weakly absorbed in acidic scrubbing liquid. As a result, the exhaust air still has a high proportion of pollutants.
ίο Zur Erreichung genügender Reinheit muß die Abluft noch einer Wäsche mit Waschlauge im alkalischen Bereich (z. B. pH = 10) unterzogen werden.ίο To achieve sufficient purity, the exhaust air must be subjected to washing with washing liquor in the alkaline range (e.g. pH = 10).
Man benötigt also prinzipiell zwei unterschiedlicheSo you basically need two different ones
Waschstufen. Die erste Stufe hat die Aufgabe, Hydrogensalze zu erzeugen; die Waschflüssigkeit ist sauer. Die zweite Stufe hat die Aufgabe, die nötige Abluftreinheit zu erzielen; die Waschflüssigkeit muß alkalisch sein. Erforderliche pH-Werte (z. B. pH = 4 inWashing stages. The first stage has the task of generating hydrogen salts; the washing liquid is angry. The second stage has the task of achieving the necessary exhaust air purity; the washing liquid must be alkaline. Required pH values (e.g. pH = 4 in
der ersten Stufe bzw. pH = 10 in der zweiten Stufe) lassen sich jedoch mit einem kontinuierlichen Durchfluß der Waschflüssigkeit nicht gleichzeitig erreichen. Bei einem in der ersten Stufe kontinuierlich im sauren Bereich gehaltenen pH-Wert tritt noch so viel an saurem Gas in die zweite Stufe ein, daß deren pH-Wert vom alkalischen in den neutralen oder gar sauren Bereich rückt und eine genügende Abluftreinheit in den meisten Fällen nicht mehr erreicht wird.the first stage or pH = 10 in the second stage) can, however, be achieved with a continuous flow of the washing liquid cannot be reached at the same time. With one in the first stage continuously in the acidic If the pH value is kept in the range, so much acidic gas enters the second stage that its pH value moves from the alkaline to the neutral or even acidic range and sufficient exhaust air purity in the in most cases is no longer achieved.
Eine genügende Abluftreinheit wäre bei dieser Verfahrensweise daher nur mit einer sehr großen Anzahl weiterer Stufen zu erreichen.With this procedure, sufficient exhaust air purity would therefore only be achieved with a very high level Number of additional levels to be achieved.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, die kontinuierlich saure Gase aus Abluft entfernt und eine optimale Erzeugung wässeriger Lösungen von Alkali- und Erdalkalihydrogensalzen mit einer bestmöglichen Abluftreinigung verbindet.The object of the invention is to provide a system according to the preamble of claim 1, which continuously acidic gases removed from exhaust air and an optimal generation of aqueous solutions of alkali and Combines alkaline earth hydrogen salts with the best possible exhaust air purification.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben.The solution to this problem is given in the characterizing part of claim 1.
Die Anlage nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Waschflüssigkeiten der beiden Stufen periodisch teilweise ab- und umgefüllt werden.The system according to the invention is characterized in that the washing liquids of the two stages periodically partially filled and refilled.
Insbesondere können mit der Anlage als Hydrogensalze mehrfachsaure Natriumsalze erzeugt werden.In particular, polyacid sodium salts can be produced as hydrogen salts with the system.
Weiterhin kann die Anlage dazu dienen, schwefeldioxidhaltige Abluft zu reinigen.The system can also be used to clean exhaust air containing sulfur dioxide.
Da die Anlage einen ausgezeichneten Wirkungsgrad besitzt, kann bereits eine Waschanlage mit nur zwei Stufen ausreichen; insbesondere ist vorgesehen, daß als Waschanlage eine zweistufige Strahlwaschanlage dient. In der Anlage kann eine für den Umlauf der Waschflüssigkeit in der zweiten Waschstufe vorgesehene Pumpe gleichzeitig als Förderpumpe für die Umfülleinnchtung dienen.Since the system is extremely efficient, a washing system with only two Steps are sufficient; In particular, it is provided that a two-stage jet washing system is used as the washing system. In the system, one can be provided for circulating the washing liquid in the second washing stage The pump also serves as a feed pump for the transfer device.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert, es zeigtThe invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to the figures the drawing explained in more detail, it shows
Fig. 1 eine Kurvendarstellung zum Verlauf des pH-Werts über die Zeit zur Erläuterung der Anlage
nach der Erfindung; und
F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Anlage.1 shows a graph showing the course of the pH value over time to explain the system according to the invention; and
F i g. 2 shows an embodiment of a system.
Die optimale Wirksamkeit der Anlage, insbesondere die Möglichkeit, gegebenenfalls mit nur zwei Waschstufen auszukommen, erreicht man dadurch, daß man die Waschlauge nicht kontinuierlich die Zweistufen-Anlage b5 passieren läßt, sondern periodisch umfüllt. Der Konzentrationsverlauf der Waschlauge beider Stufen ist damit über der Zeit auch nicht mehr konstant, sondern »sägezahnartig«. Dies hat den Vorteil, daß ζ. Β. derThe optimal effectiveness of the system, in particular the possibility, if necessary, of only two washing stages get by, is achieved by not continuously adding the washing liquor to the two-stage system b5 lets pass, but is periodically transferred. The course of concentration the wash liquor in both stages is therefore no longer constant over time, but rather "Sawtooth-like". This has the advantage that ζ. Β. the
25 Ol 64425 Ol 644
pH-Wert in der ersten Stufe während einer Periode lange im alkalischen Bereich bleibt und erst am Ende in den sauren Bereich hinüberwechselt Die Absorption der ersten Stufe wird dadurch gesteigert und die zweite Stufe entlastet.pH value in the first stage remains in the alkaline range for a long time and only in the end in switches over to the acidic range The absorption of the first stage is increased and the second Step relieved.
In der zweiten Stufe bleibt während der ganzen Periodendauer der pH-Wert so hoch, daß eine gute Abluftreinheit erzielt wird.In the second stage, the pH value remains so high that it is good during the entire period Exhaust air purity is achieved.
Diese Betriebsweise ist in F i g. 1 veranschaulicht wo der Verlauf des pH-Wertes über die Zeit in der ersten und zweiten Waschstufe an einem Ausführungsbeispiel dargestellt ist Weiter ist die damit in Zusammenhang stehende Periodendauer in die Kurvendarstellung eingezeichnetThis mode of operation is shown in FIG. 1 illustrates where the course of pH over time in the first and second washing stage is shown in an exemplary embodiment. This is also related to this standing period is shown in the graph
Ist in der ersten Stufe die Bildung der Hydrogensalze abgeschlossen, so wird die Produktflüssigkeit aus der ersten Stufe bis zu einem Restvolumen entleert und der Inhalt der zweiten Stufe — bis auf ein Restvolumen — in die erste Stufe umgefüllt Die zweite Stufe wird anschließend mit frischer Lauge aufgefüllt. Das Entleeren, Umfüllen und Auffüllen kann in einfacher Weise automatisiert werden.If the formation of the hydrogen salts is complete in the first stage, the product liquid becomes from the first stage emptied to a residual volume and the contents of the second stage - except for a residual volume - in The first stage is refilled. The second step is then filled with fresh lye. The emptying, Transferring and filling up can be automated in a simple manner.
Während des Umfüllens braucht der Gasstrom nicht unterbrochen zu werden. Die Durchströmung der beiden Waschstufen erfolgt stets in gleicher Reihenfolge und kontinuierlich.The gas flow does not need to be interrupted during the transfer. The flow through the Both washing stages are always carried out in the same order and continuously.
Die Anlage nach dem Ausführungsbeispiel ist eine zweistufige. Jede Stufe besteht aus einem nach unten gerichteten Strahlwaschrohr 1 und 2 mit axial gerichteten Treibdüsen, je einem Vorlagebehälter 3 und 4 für Waschflüssigkeit mit nachgeschalteten Tropfenabscheidern 5 und 6, wobei die Vorlagebehälter 3 und 4 auch zur Abscheidung der Flüssigkeit dienen. Beide Waschstufen sind mit Umwälzpumpen 8 und 9 und Umwäizleitungen 10 und 11 versehen.The system according to the embodiment is a two-stage. Each level consists of one down directed jet washing pipe 1 and 2 with axially directed propulsion nozzles, each with a storage container 3 and 4 for washing liquid with downstream droplet separators 5 and 6, with the storage containers 3 and 4 also serve to separate the liquid. Both washing stages are with circulating pumps 8 and 9 and Umwäizlinien 10 and 11 provided.
Der Gasstrom durchströmt nacheinander das Strahlwaschrohr 1, den Vorlagebehälter 3 und den Tropfenabscheider 5 dtr ersten Stufe und gelangt über die Gasverbindungsleitung 7 in die zweite Stufe. Dabei werden ständig durch Besprühen mit umgepumpter Waschflüssigkeit in beiden Stufen die sauren Gase ausgewaschen.The gas flow successively flows through the jet washing pipe 1, the storage container 3 and the droplet separator 5 dtr first stage and reaches the second stage via the gas connection line 7. Included the acid gases are constantly being sprayed with pumped washing liquid in both stages washed out.
Frische Waschflüssigkeit (z. B. 18%ige Natronlauge) wird über das Absperrventil 14 in die Flüssigkeitsvorlage der zweiten Stufe gegeben, bis die Füllstandssonde 15 den Maximalstand anzeigt und das Absperrventil 14 schließtFresh washing liquid (e.g. 18% sodium hydroxide solution) is fed into the liquid reservoir via the shut-off valve 14 the second stage until the level probe 15 shows the maximum level and the shut-off valve 14 closes
Die Lauge bleibt solange in der zweiten Stufe, bis die erste Stufe aufnahmebereit ist Die Aufnahmebereitschaft wird bei Absinken des Flüssigkeitsniveaus auf einen Tiefstand durch die FüUstandsscnde 17 angezeigt Hierauf öffnet das Absperrventil 13 an der Umwälzleitung der zweiten Stufe, und die Waschflüssigkeit strömt über die Verbindungsleitung 19 in die erste Stufe.The lye remains in the second stage until the first stage is ready for intake is indicated by the level sensor 17 when the liquid level drops to a low level The shut-off valve 13 on the circulation line of the second stage then opens and the washing liquid flows via the connecting line 19 to the first stage.
Zum Schutz gegen Trockenlauf der Pumpen entleert man die Vorlagebehälter 3 und 4 nicht völlig, sondern beläßt ein Restvolumen. Das Absperrventil 13 schließt deshalb bei Erreichen eines Tiefstniveaus, das durch die Füllstandssonde 16 im zweiten Vorlagebehälter 4 angezeigt wird. Nun ist auch die zweite Stufe wieder für Frischlauge aufnahmebereit, das Absperrventil 14 öffnet, und frische Waschlauge wird eingefüllt In der ersten Waschstufe verweilt die Waschflüssigkeit so lange, bis die völlige Umsetzung zum Fertigprodukt durch ein pH-Meßgerät 18 angezeigt wird. Bei Erreichen des entsprechenden pH-Wertes öffnet das Absperrventil 12, so daß das Fertigprodukt über die Leitung 20 abgelassen wird, und es schließt, wenn die "üllstandssonde 17 im ersten Vorlagebehälter 3 das Tiefstniveau anzeigt. Das Erreichen des Tiefstniveaus ist gleichzeitig der Beginn für das öffnen des Absperrventils 13 und der Beginn des Umfüllens von der zweiten in die erste Stufe. Der weitere Ablauf wiederholt sich nun wie schon beschrieben.To protect the pumps from running dry, the storage tanks 3 and 4 are not emptied completely, but leaves a residual volume. The shut-off valve 13 therefore closes when a lowest level is reached by the Filling level probe 16 is displayed in the second storage container 4. Now the second stage is again for Fresh liquor is ready to receive, the shut-off valve 14 opens and fresh washing liquor is poured in In the first washing stage, the washing liquid remains until the complete conversion to Finished product is indicated by a pH meter 18. When the appropriate pH value is reached opens the shut-off valve 12 so that the finished product is drained off via line 20, and it closes, when the level sensor 17 in the first storage container 3 indicates the lowest level. Reaching the lowest level is at the same time the beginning of the opening of the shut-off valve 13 and the beginning of the decanting of the second to first stage. The rest of the process is now repeated as already described.
Es kann notwendig sein, zur Abführung der chemischen Reaktionswärme in die Umwälzleitungen 10 und 11 Wärmeaustauscher einzubauen. i'i Außerdem kann es notwendig sein, die für die Herstellung der Hydrogensalze verfügbare Lauge zu verdünnen. Die Verdünnung der Lauge kann in der Anlage erfolgen. Durch Einbau einer weiteren Füllstandssonde 15 in der zweiten Stufe kann man die ■κι verfügbare Lauge und das Verdünnungswasser nacheinander in den Vorlagebehälter geben und miteinander vermischen.It may be necessary to dissipate the heat of reaction into the circulation lines 10 and 11 heat exchangers to be installed. i'i also it may be necessary for the Dilute the caustic available in the manufacture of the hydrogen salts. The dilution of the lye can be done in the Facility. By installing another level probe 15 in the second stage, you can ■ κι available lye and the dilution water one after the other Pour into the storage container and mix together.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (3)
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