DE2534616A1 - Verfahren zur entfernung von flugstaub und gasfoermigen fluorbestandteilen aus gasen - Google Patents

Verfahren zur entfernung von flugstaub und gasfoermigen fluorbestandteilen aus gasen

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DE2534616A1 DE19752534616 DE2534616A DE2534616A1 DE 2534616 A1 DE2534616 A1 DE 2534616A1 DE 19752534616 DE19752534616 DE 19752534616 DE 2534616 A DE2534616 A DE 2534616A DE 2534616 A1 DE2534616 A1 DE 2534616A1
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Description

  • Verfahren zur Entfernung von Flugstaub und gasförmigen Fluorbestandteilen aus Gasen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Flugstaub und gasförmigen Fluorbestandteilen aus Abgasen von Mineralphosphat-Aufschluß-Anlagen durch Abtrennen des Flugstaubes und anschließende Absorption der Fluorbestandteile in Wasser und/oder wäßriger Kieselfluorwasserstoffsäure.
  • Bein Aufschluß von Mineralphosphaten mit Schwefelsäure oder Phosphorsäure entstehen größere Mengen an Abgasen, die gasförmiges SiF4 und HF sowie Phosphat-Staub enthalten.
  • Die Abgase müssen aus Gründen der Luftreinhaltung von diesen Schadstoffen vor ihrer Abgabe in die Atmosphäre gereinigt werden.
  • Es ist bekannt, den Staubgehalt der Abgase zunächst in Zyklonen und elektrostatischen Abscheidern abzutrennen und das staubfreie Gas zur Absorption der Fluorbestandteile in einer Naßwäsche mit Wasser bzw. wäßriger Kieselfluorwasserstoffsäure (H2SiF6) zu behandeln (DT-AS 1 258 844) Die Staubabscheidung erfordert eine aufwendige mechanische und elektrostatische Gasreinigungsanlage, die starker Korrosion ausgesetzt ist. Außerdem können leicht Anbackungen und Verkrustungen auStreten.
  • Es ist auch bekannt, die Staubabscheidung und Absorption der Fluorbestandteile gemeinsam in elner Naßwäsche in Schlitzbodenkolonnen durchzuführen (DT'-C)# 17 19 476).
  • Der Nachteil besteht darin, daß die Kieselfluorwasserstoffsäure verunreinigt wird durch den abgeschiedenen Staubgehalt und deshalb nur beschränkte Weiterverwendungsmöglichkeiten hat. Außerdem treten Verstopfungen infolge des zusätzlichen Feststoffanteiles des abgeschiedenen Staubes ein.
  • Die Absorption von Fluorbestandteilen wurde von verschiedenen Autoren untersucht (Kohl, Riesenfeld: "Gas Purification", McGraw-Hill Bork Company, Inc., New York, Toronto, London, 1960, S. 171 - 187; The Fertilizer Society: "The Design of Void Spray Towers for Silicon Tetrafluoride Absorption??, Meeting of The Fertilizer Society in London on 27. 10. 1960, S. 1 - 46). Jedoch werden keine Angaben über die Erzeugung einer uneingeschränkt verwertbaren Kieselfluorwasserstoffsäure aus solchen Gasen gemacht, die mit phosphathaltigem Staub verunreinigt sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, aus Gasen, die beim Aufschluß von Mineralphosphaten anfallen und sowohl phosphathaltigen Flugstaub als auch Fluorbestandteile enthalten, diese Schadstoffe weitgehendst zu entfernen, wobei eine uneingeschränkt verwertbare Kieselfluorwasserstoffsäure erzeugt wird und die dazu erforderliche vorherige Staubabscheidung in vereinfachter Weise und unter Vermeidung von korrosions- und wartungsanfälligen Verfahren durchgeführt werden soll. Weiterhin soll das Absetzen von SiO2 im Verfahren weitgehend vermieden werden.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindu;lgsgemäß dadurch, daß die Abtrennung des Flugstaubes durch eine Naßwäsche mit einer wäßrigen Schwefelsäure oder wäßrigen Phosphorsäure entsprechend der verwendeten Säureart des Mineralphosphat-Aufschlusses erfolgt, mindestens ein Teilstrom der Waschsäure als Aufschlußsäure verwendet wird und anschließend die Absorption der Fluorbestandteile erfolgt.
  • Als Waschsäure werden zweckmäßigerweise verunreinigte Abfallsäuren verwendet, die ebenfalls Feststoffe enthalten können, und die so nutzbringend verwendet werden können.
  • Es ist natürlich auch möglich, reine Waschsäuren zu verwenden.
  • Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß bei einem Mineralphosphat-Aufschluß mit Schwefelsäure die Naßwäsche mit einer Schwefelsäure von 40 - 72 Gew.-% erfolgt, die Waschsäure im Kreislauf geführt und ein Teilstrom kontinuierlich zusammen mit der Aufs chluß säure dem Mischer zugeführt wird. Bei einem Mineralphosphat-AuSschluß mit Phosphorsäure erfolgt die Naßwäsche mit einer Phosphorsäure von 30 - 40 Gew.-5'c P205> die Waschsäure wird im Kreislauf geführt und ein Teilstrom kontinuierlich zusammen mit der Aufschluß säure dem Mischer zugeführt.
  • Die Zuführung der Säuren in den Mischer kann sowohl durch Verdüsen im Gasaustrittsteil des Mischers als auch durch direkten Zulauf in den Mischer erfolgen. Die Menge des Teilstromes der Waschsäure, die in den Mischer geführt wird, richtet sich nach der gewünschten Säurekonzentration im Mischer. Dadurch wird eine gute Staubabscheidung und ein geringer Wasserdampfpartialdruck im Gas erzielt, wodurch eine Hydrolyse, insbesonders von SiF4, in der Gasleitung zur Absorptionsstufe vermieden wird. Außerdem wird eine Hydrolyse von SiF4 in der Waschsäure aufgrund der geringen Fluorlöslichkeit verhindert und damit gleichzeitig eine zusätzliche Feststoffbelastung der Waschsäure durch 5102 vermieden und außerdem wird eine Rückführung von Fluor in den Mischer verhindert. Die frische Säure für die Naßwäsche wird in die Pumpenvorlage für den Säurekreislauf zugegeben.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß bei einem Mineralphosphat-Aufschluß mit Schwefelsäure die Naßwäsche mit einer Schwefelsäure von 65 - 78 Gew.-°/0 erfolgt und die gesamte Waschsäure im Gasaustrittsteil des Mischers fein verdüst wird und als Aufschluß säure direkt in den Mischer fließt. Bei einem Nineralphosphat-Aufschluß mit Phosphorsäure erfolgt die Naßwäsche mit einer Phosphorsäure von 40 - 55 Gew.-% P205, die gesamte Waschsäure wird im Gasaustrittsteil des Mischers fein verdüst und fließt als Aufschlußsäure direkt in den Mischer. Dadurch wird der abzuscheidende Flugstaub weitgehend auf direktem Weg in den Mischer wieder zurückgeführt und gelangt nicht in den Waschsäurekreislauf. Außerdem wird die Säure im Mischer sehr gut verteilt aufgegeben. Für den Abstellbetrieb, bei dem keine Säureaufgabe in den Mischer erfolgen darf, aber eine Entstaubung der noch austretenden Gase erforderlich ist, wird eine zusätzliche Verdüsung von Waschsäure in der Gasleitung mit einer Kreislaufführung vorgesehen.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß die Konzentration der Waschsäure in Abhängigkeit von dem Wasserdampfpartialdruck der Gasphase so eingestellt wird, daß die in der Waschsäure auftretende Temperatur zwischen 70 und 1000C liegt. Eine mit dieser Temperatur in den Aufschlußmischer geleiteter Teilstrom der Waschsäure ergibt gute Aufschlußbedingungen und keine Materialprobleme in bezug auf Korrosion.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß die Verdüsung im Venturi, Gasleitungen oder Leertürmen erfolgt.
  • Die Verdüsung der Waschsäure kann im Gleich- und/oder Gegenstrom an einer oder mehreren Stellen erfolgen. Bei den angegebenen Aggregaten besteht nicht die Gefahr einer Verstopfung durch Feststoffe.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß nach der Naßwäsche und vor der Absorption der Fluorbestandteile eine Säuresprüh-Abscheidung erfolgt, Dadurch wird der Eintrag von Schwefelsäure oder Phosphorsäure in die Produktionssäure der Fluorabsorptionsstufe vermieden.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß die Absorption der Fluorbestandteile in mindestens zwei hintereinandergeschalteten Absorptionseinheiten erfolgt, wobei jeweils in der ersten Stufe der Absorptionseinheiten Kieselfluorwasserstoffsäure im Gleichstrom und/oder Gegenstrom mit den Gasen in einen senkrechten Venturiabsorber eingedüst und in der zweiten Stufe Kieselfluorwasserstoffsäure im Gegenstrom zu den Gasen in einen Leerturm eingedüst wird, und die Innenwände der Absorptionseinheiten von der eingedüsten Kieselfluorwasserstoffsëure weitgehend beaufschlagt werden, Die Beaufschlagung der Innenwände mit Kieselfluorwasserstoffsäure wird dadurch erreicht, daß die Eindüsung der Kieselfluorwasserstoffsäure mit Turbulenz erfolgt. Dadurch werden Ansätze von ausgeschiedenem SiO2, das bei der Hydrolyse von SiF4 entsteht, an den #änden vermieden. Außerdem wird eine gute Absorption durch Erzielung einer optimalen Phasengrenzfläche zwischen Gas und Flüssigkeit erreicht.
  • Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß in den Säurekreislauf der zweiten Stufe der zweiten Absorptionseinheit kontinuierlich Wasser zugegeben wird, die Säure aus dem Sumpf der zweiten Stufe in den Sumpf der ersten Stufe der zweiten Absorptionseinheit überläuft, die Säure aus dem Sumpf der ersten Stufe der zweiten Absorptionseinheit in den Sumpf der zweiten Stufe der ersten Absorptionseinheit überläuft, die Säure aus dem Sumpf der zweiten Stufe in den Sumpf der ersten Stufe der ersten Absorptionseinheit überläuft und die Kieselfluorwasserstoffsäure aus dem ersten Sumpf der ersten Absorptionseinheit als Produktion abgezogen wird.
  • Durch die Einstellung eines kontinuierlichen Fließgleichgewichtes nach dem Uberlaufprinzip wird erreicht, daß die stationaren Konzentrationen der Kieselfluorwasserstoffsäure in den einzelnen Kreisläufen der verschiedenen Absorptionsstufen ein Konzentrationsgefälle von der ersten bis zur letzten Stufe ergeben. Dadurch werden optimale und konstante Bedingungen für die Fluorabsorption gewährleistet. Gleichzeitig wird durch die Einstellung eines kontinuierlichen Fließgleichgewichtes die Verweilzeit der Säure in den einzelnen Sümpfen auf einem Minimum gehalten und eine verstärkte Alterung, verbunden mit einem Absetzen des ausgeschiedenen 5102, vermieden und ein weitgehender Austrag des Si02 mit der Produktionsabgabe aus den Absorptionseinheiten erzielt.
  • Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die kontinuierliche Wasserzugabe in der zweiten Stufe der zweiten Absorptionseinheit so geregelt wird, daß die Konzentration der aus der ersten Stufe der ersten Absorptionseinheit abgezogenen Produktionssäure der gewünschten Konzentration entspricht. Dadurch ist eine einfache Einstellung der gewünschten Kieselfluorwasserstoffsäure-Konzentration der abgegebenen Produktion möglich.
  • Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß durch Ausbildung der Böden der Sümpfe mit Neigung zu den Ansaugstellen der Säurekreislaufpumpen das sich bei Bildung von Kieselfluorwasserstoffsäure gleichzeitig ausscheidende Kieselgel bzw. 5102 in Suspension gehalten wird, mit der Säure durch alle Stufen der Absorptionseinheiten fließt und mit der Produktionssäure kontinuierlich aus dem Absorptionssystem ausgetragen wird. Dadurch wird das Absetzen von in der flüssigen Phase suspendiertem SiO2 weiter vermindert, da in den Sümpfen eine turbulente Säure strömung erzielt wird und ruhende Flüssigkeitsbereiche vermieden werden.
  • Die Erfindung wird an Hand der Abbildungen und Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Abb. 1 zeigt eine Staubabscheidung mit Waschsäurekreislauf in den Gasleitungen und anschließende Fluorabsorption.
  • Die aus dem Mischer 1 über Gasleitung 2 abgeführten Flugstaub- und Fluorverbindungen enthaltenden Gase werden zur Staubabscheidung über Düse 3 und 4 mit Waschsäure von wäßriger Schwefelsäure oder wäßriger Phosphorsäure im Gleich- und/oder Gegenstrom bedüst. Die ablaufende Waschsäure fließt über Leitung 5 in die Pumpvorlage 6 zurück.
  • Ein Teilstrom der von der Pumpvorlage 6 mittels Pumpe 7 im Kreislauf geführten, feststoffhaltigen Waschsäure wird über Leitung 8 in den Mischer 1 abgegeben und dient gleichzeitig mit der über Leitung 9 aufgegebenen Aufschluß säure dem Mineralphosphat-Aufschluß im Mischer 1.
  • Entsprechend der über Leitung 8 abgegebenen Waschsäuremenge wird der Waschsäurekreislauf durch Aufgabe wäßriger Schwefelsäure oder wäßriger Phosphorsäure in die Pumpvorlage 6 über Leitung 10 ergänzt. Damit wird der Feststoffgehalt der im Kreislauf geführten Waschsäure relativ niedrig gehalten, ein Absetzen von Feststoffen im Waschsäurekreislauf verhindert und der abgeschiedene Phosphatstaub dem Mineralphosphat-Aufschluß direkt wieder zugeführt.
  • In Schwefelsäure und Phosphorsäure werden aufgrund ihrer geringen Löslichkeit die Fluorverbindungen bei der Naßwäsche zur Staubabscheidung nicht abgeschieden, sondern verbleiben in der Gasphase.
  • Entsprechend dem relativ niedrigen Wasserdampfpartialdruck der im Kreislauf geführten Waschsäure wird auch die Hydrolyse von SiF4 und damit eine SiO2-Ausscheidung im Gasweg weitgehendst vermieden.
  • Um einen Eintrag von Schwefelsäure oder Phosphorsäure in die Kieselfluor~fasserstoffsäureproduktion zu verhindern, erfolgt nach der Staubwäsche und vor der Absorption der Fluorbestandteile im waagrechten Teil 2a der Gasleitung 2 eine Abscheidung von mitgerissenem Waschsäure-Sprüh, der über Leitung 11 in die Pumpvorlage 6 zurückgeführt wird.
  • Zur Absorption der Fluorbestandteile wird das Gas in zwei hintereinandergeschalteten, jeweils zweistufigen Absorptionseinheiten gewaschen, bevor es über einen Kamin in die Atmosphäre geleitet wird.
  • In der ersten Absorptionseinheit tritt das Gas in einen senkrechten Venturi 12 ein, in dem über Düse 13a und 13b wäßrige Kieselfluorwasserstoffsäure mit 20 - 22 Gew.-% H2SiF6 im Gleich- und Gegenstrom zur Erzielung einer optimalen Phasengrenzfläche zwischen Gas und Flüssigkeit eingedüst wird.
  • Durch die turbulente Strömung der im Sumpf 14 ablaufenden, über Pumpe 15 im Kreislauf gepumpten Waschsäure wird ein Absetzen des bei der SiF4 Hydrolyse und H2SiF6-Bildung gleichzeitig ausgeschiedenen 5102 verhindert.
  • Die Abgase der Kieselfluorwasserstoffsäure-Produktion erfolgt über Leitung 16, wobei auch der in Suspension befindliche Si02-Anteil kontinuierlich aus dem Absorptionssystem ausgetragen wird.
  • In der zweiten Absorptionsstufe wird das Gas in einem Leerturm 17 im Gegenstrom mit wäßriger Kieselfluorwasserstoffsäure mit 8 - 15 Gew.-% H2SiF6 gewaschen, die aus dem Sumpf 18, über Pumpe 19 und Düse 20 im Kreislauf geführt wird.
  • Die dabei gebildete Kieselfluorwasserstoffsäure fließt zusammen mit dem in Suspension befindlichen SiO2 im freien überlauf in den Sumpf 14 ab.
  • Das in die zweite Absorptionseinheit eintretende Gas wird im Venturi 21 über Düse 22a und 22b im Gleich- und Gegenstrom mit wäßriger Kieselfluorwasserstoffsäure mit 4 - 8 Gew.-% M2SiF6 bedüst, die aus dem Sumpf 23 über Pumpe 24 im Kreislauf geführt wird.
  • Die im Sumpf 23 gebildete wäßrige Kieselfluorwasserstoffsäure fließt über Leitung 25 in den Sumpf 18 ab.
  • In dem nachgeschalteten Leerturm 26 wird wäßrige Kieselfluorwasserstoffsäure mit 0,5 - 4 Gew.-% H2SiF6 über Düse 27 im Gegenstrom zur Gasphase eingedüst, indem die in den Sumpf 28 ablaufende Waschsäure über Pumpe 29 im Kreislauf geführt wird.
  • Die kontinuierliche Zugabe von frischem Wasser in den Waschsäure-Kreislauf der zweiten Stufe der zweiten Absorptionseinheit erfolgt über Leitung 30 und wird geregelt entsprechend der zur Einstellung der gewünschten Kieselfluorwasserstoffsäure-Konzentration von 20 - 22 Gew.-% H2SiF6 der Produkt tionsabgabe benötigten Wassermenge in der ersten Absorptionsstufe der ersten Absorptionseinheit.
  • Falls eine andere H2SiF6-Produktionssäurekonzentration gewünscht wird, wird das Fließgleichgewicht der H2SiF6-Waschsäure in den einzelnen Sümpfen geändert und verschoben, entsprechend der unterschiedlichen Wasserzugabe-Menge.
  • Die Einstellung eines optimalen Konzentrationsgefälles der Kieselfluorwasserstoffsäure in den Waschsäure-Kreisläufen der ersten bis zur letzten Absorptionsstufe wird gewährleistet durch Erreichen eines stationären Fließgleichgewichtes nach dem Uberlaufprinzip, indem die gebildete Kieselfluorwasserstoffsäure von Sumpf 28 in Sumpf 23, von Sumpf 23 in Sumpf 18, von Sumpf 18 in Sumpf 14 und von Sumpf 14 in die Produktionsabgabe-Leitung 16 bei einer minimalen, mittleren Verweilzeit zusammen mit dem in Suspension gehaltenen SiO2 aus dem Gesamtsystem ausgetragen wird.
  • Abb. 2 zeigt eine Staubabscheidung durch Verdüsung der Aufschlußsäure im Gasaustrittsteil des Mischers.
  • Die am Mischer 1 austretenden Gase werden durch Aufgabe der gesamten Aufschluß säure von Schwefelsäure oder Phosphorsäure über Düse 3 und Verdüsen der Säure im Gegenstrom zur Gasrichtung im Gasaustrittsteil des Mischers 1 zur senkrecht angeschlossenen Gasleitung 2 gewaschen, wobei der abgeschiedene Flugstaub auf direktem Weg in den Mischer 1 zurückgeführt wird. Gleichzeitig wird eine gute Verteilung der Aufsch1ußsäure im Mischer gewährleistet.
  • Für den Abstellbetrieb, bei dem keine Säureaufgabe über Düse 3 in den Mischer 1 erfolgen darf, aber eine Entstaubung der noch austretenden Gase erforderlich ist, wird eine zusätzliche Verdüsung der Aufschlußsäure in der Gasleitung 2 über Düse 4a mit einer Kreislaufführung der Säure über die Pumpvorlage 6, Kreislaufpumpe 7, Düse 4a und Säurerückflußleitung 5a vorgesehen. Die Aufgabe der Aufschlußsäure erfolgt über Leitung 9 in die Pumpvorlage 6.
  • Die der Staubabscheidung nachgeschaltete Säuresprühabscheidung und Absorption der Fluorverbindungen aus dem Gas entspricht der bei Abb. 1 beschriebenen Anordnung.
  • Abb. 3 zeigt eine Staubabscheidung durch Verdüsung der Aufschluß säure am Mischer-Gasaustritt und durch einen zusätzlichen Waschsäurekreislauf in einem Venturi.
  • Bei Mineralphosphataufschlußarten mit geringem Aufschlußgrad und entsprechend geringen Einsatzmengen an Aufs chluß säure von Schwefelsäure oder Phosphorsäure, bei denen eine höhere Staubbeladung der aus dem Mischer 1 austretenden Gase möglich ist, wird zunächst eine Vorentstaubung durch direkte Verdüsung und Aufgabe der Aufs chluß säure über Düse 3a am Gasaustrittsteil des Mischers 1 zur Gasleitung 2 im Gegenstrom zur Gasphase durchgeführt. Die Zuführung der Aufschlußsäure erfolgt über Leitung 9.
  • Zusätzlich ist eine Nachentstaubung in einem Venturi 40 mit einem separaten Waschsäure-Kreislauf mit wäßriger Schwefelsäure oder wäßriger Phosphorsäure entsprechnd der Säureart der Aufschlußsäure vorgesehen.
  • Als Pumpvorlage 6a für den Waschsäurekreislauf dient der Sumpf des Venturi 40, von dem die Waschsäure mittels Pumpe 7 aber Düse 4b und 4c im Gleich- und Gegenstrom zur Gasphase verdüst und im Kreislauf geführt wird. Ein Teilstrom des Waschsäurekreislaufs wird über Düse 4d in der Gasleitung 2 zusätzlich zu der über Düse 3a aufgegebenen Aufs chluß säure in den Mischer 1 eingedüst.
  • Zur Ergänzung des Waschsäurekreislaufs wird entsprechend der über Düse 4d abgegebenen feststoffhaltigen Waschsäuremenge frische Waschsäure über Leitung 10 zugegeben.
  • Die Säuresprühabscheidung und die Absorption der Fluorverbindungen aus dem Gas entspricht der bei Abb. 1 beschriebenen Anordnung.
  • Ausführungsbeispiele: 1. Fluorabscheidung bei Superphosphat-Aufschluß Ref.Nr.
  • Superphosphatproduktion: 16 (t/h) 9 H2S04-Aufschlußsäuremenge: 8,5 (t/h) 9 H2S04-Aufs chluß säurekonz entration: 72 Gew.0/a H2S04 10 H2S04-Waschsäure-Aufgabemenge: 1,4 (t/h) 10 H2S04-Waschsäurekonzentration: 60 Gew.% H2S04 2 a Abgasvolumen: 4000 (Nm3/h) 2 a Fluorkonzentration (Gaseintritt) 20 000 (mgF/Nm3) 2 b Fluorkonzentration (GasauStritt) 60 (mgF/Nm3) Fluorabsorptionsgrad: 99,7 % 14 H2SiF6-Waschsäurekonzentration: 23 (Gew.% H2SiF6) 18 H2SiF6-Waschsäurekonzentration: 11 (Gew.# H2SiF6) 23 H2SiF6 -Waschsäurekonzentration: 4,8 (Gew. % H2SiF6) 30 Wasseraufgabemenge: 650 (l/h) 16 H2SiF6-Produktionsabgabe: 450 kg H2SiF6(22%)/h 2. Fluorabscheidung bei Trippelsuerphospha-Aufschluß Ref.Nr.
  • Trippelsuperphosphatproduktion: 19 (t/h) 9 H3P04-Aufschlußsäure-Menge: 11 (t/h) 9 H PO4 auf H3P04-Aufschlußsäure-Konzen-10 H3P04-Waschsäuremenge: 1,5 (t/h) 10 H3P04-Waschsäurekonzentration: 50 (Gew.% P205) 2 a Abgasvolumen: 4000 (Nm3/h) 2 a Fluorkonzentration (Gaseintritt) 1500 (mgF/Nm3) 2 b Fluorkonzentration (Gasaustritt) 75 (mgF/Nm3) Fluorabsorptionsgrad: 95 % 14 H2SiF6-Waschsäurekonzentration: 22 (Gew.# H2SiF6) 18 H2SiF6-Waschsäurekonzentration: 12 (Gew.0/a H2SiF6) 23 H2SiF6-Waschsäurekonzentration: 5,0 (Gew.% H2SiF6) 28 H2SiE6-Waschsäurekonzentration: 3,0 (Gew.% H2SiF6) 30 Wasseraufgabemenge: 300 (l/h) 16 H2SiF6-Produktion: 34 kg H2SiF6(22%)/h Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß eine uneingeschränkt verwertbare Kieselfluorwasserstoffsäure (H2SiF6) mit einer definierten Konzentration erzeugt werden kann, wobei eine sehr einfache und wirkungsvolle Staubabscheidung möglich ist, und die Regelung, Wartung, Reinigung sehr einfach ist, und die Korrosionsanfälligkeit der verwendeten Aggregate weitgehend verringert wird. Das Absetzen von SiO2 sowohl in den Gasleitungen als auch in den Wasch- und Absorptionsaggregaten wird weitgehend vermieden. Trotz einer einfachen Naßwäsche kann eine Kieselfluorwasserstoffsäure von 18 bis ca. 30 % H2SiF6 erzeugt werden. Es können Abfallsäuren geringer Konzentration als Waschsäure eingesetzt werden, die sonst keine direkte Verwendung finden können. In der Fluorwäsche wird trotz Erzeugung von Kieselfluorwasserstoffsäuren relativ hoher Konzentrationen eine optimale Fluorabscheidung erreicht und damit ein umweltfreundliches Abgas erzielt.
  • Patentansprüche

Claims (12)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Entfernung von Flugstaub und gasförmigen Fluorbestandteilen aus Abgasen von Mineralphosphat-Aufschluß-Anlagen durch Abtrennen des Flugstaubes und anschließende Absorption der Fluorbestandteile in Wasser und/oder wäßriger Kieselfluorwasserstoffsäure, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung des Flugstaubes in einer Naßwäsche durch Verdüsung einer wäßrigen Schwefelsäure oder wäßrigen Phosphorsäure entsprechend der verwendeten Säureart des Mineralphosphat-Aufschlusses im Abgasstrom erfolgt, mindestens ein Teilstrom der Waschsäure als Aufschlußsäure verwendet wird und anschließend die Absorption der Fluorbestandteile erfolgt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Mineralphosphat-Aufschluß mit Schwefelsäure die Naßwäsche mit einer Schwefelsäure von 40 - 72 Gew.% erfolgt, die Waschsäure im Kreislauf geführt und ein Teilstrom kontinuierlich zusammen mit der Aufschlußsäure dem Mischer zugeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Mineralphosphat-Aufschluß mit Schwefelsäure die Naßwäsche mit einer Schwefelsäure von 65 - 78 Gew.% erfolgt und die gesamte Waschsäure im Gasaustrittsteil des Mischers fein verdüst wird und als Aufschlußsäure direkt in den Mischer fließt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Mineralphosphat-Aufschluß mit Phosphorsäure die Naßwäsche mit einer Phosphorsäure von 30 - 40 Gew.% P205 erfolgt, die Waschsäure im Kreislauf geführt und ein Teilstrom kontinuierlich zusammen mit der Aufschlußsäure dem Mischer zugeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Mineralphosphat-Aufschluß mit Phosphorsäure die zaßX"zäsche mit einer Phosphorsäure von 40 - 55 Gew.Va P205 erfolgt, und die gesamte Waschsäure im Gasaustrittsteil des Mischers fein verdüst wird und als Aufschlußsäure direkt in den Mischer fließt.
  6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Waschsäure in Abhängigkeit von dem Wasserdampfpartialdruck der Gasphase so eingestellt wird, daß die in der Waschsäure auftretende Temperatur zwischen 70 und 100 0C liegt.
  7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdüsung im Venturi, Gasleitungen oder Leertürmen erfolgt.
  8. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Naßwäsche und vor der Absorption der Fluorbestandteile eine Säuresprüh-Abscheidung erfolgt.
  9. 9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorption der Fluorbestandteile in mindestens zwei hintereinandergeschalteten Absorptionseinheiten erfolgt, wobei jeweils in der ersten Stufe der Absorptionseinheiten Kieselfluorwasserstoffsäure im Gleichstrom und/oder Gegenstrom mit den Gasen in einen senkrechten Venturiabsorber eingedüst und in der zweiten Stufe Kieselfluorwasserstoffsäure im Gegenstrom zu den Gasen in einen Leerturm eingedüst wird, und die Innenwände der Absorptionseinheiten von der eingedüsten Kieselfluorwasserstoffsäure weitgehend beaufschlagt werden.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Säurekreislauf der zweiten Stufe der zweiten Absorptionseinheit kontinuierlich Wasser zugegeben wird, die Säure aus dem Sumpf der zweiten Stufe in den Sumpf der ersten Stufe der zweiten Absorptionseinheit überläuft, die Säure aus dem Sumpf der ersten Stufe der zweiten Absorptionseinheit in den Sumpf der zweiten Stufe der ersten Absorptionseinheit überläuft, die Säure aus dem Sumpf der zweiten Stufe in den Sumpf der ersten Stufe der ersten Absorptionseinheit überläuft und die Kieselfluorwasserstoffsäure aus dem ersten Sumpf der ersten Absorptionseinheit als Produktion abgezogen wird.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierliche Wasserzugabe in der zweiten Stufe der zweiten Absorptionseinheit so geregelt wird, daß die Konzentration der aus der ersten Stufe der ersten Absorptionseinheit abgezogene Produktionssäure der gewünschten Konzentration entspricht.
  12. 12. Verfahren nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch Ausbildung der Böden der Sümpfe mit Neigung zu den Ansaugstellen der Säurekreislaufpumpen das sich bei Bildung von Kieselfluorwasserstoffsäure gleichzeitig ausscheidende Kieselgel bzw. SiO2 in Suspension gehalten wird, mit der Säure durch alle Stufen der Absorptionseinheiten fließt und mit der Produktionssäure kontinuierlich aus dem Absorptionssystem ausgetragen wird.
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