DE2700549A1

DE2700549A1 - Rauchgaswaschloesung fuer gleichzeitige so tief 2 und no tief x -auswaschung

Info

Publication number: DE2700549A1
Application number: DE19772700549
Authority: DE
Inventors: Heinrich Gresch; Heinz Hoelter; Heinrich Igelbuescher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-01-07
Filing date: 1977-01-07
Publication date: 1978-07-13
Also published as: DE2700549C2

Description

Beschreibung und Erläuterung zur Zusatzpatentanmeldung
"Rauchgaswaschlösung für gleichzeitige S02 und NO -Auswaschung".
Abgase und Rauchgase aus technischen Feuerungen enthalten in Abhängigkeit von den Verbrennungsbedingungen wie Verbrennung stemperatur, Brennstoffzusammensetzung und apparativer Gestaltung der Brennräume unterschiedliche Gehalte an Oxyden des Schwefels und des Stickstoffs.
Während die Oxyde des Schwefels direkt vom Schwefelgehalt des Brennstoffes abhängig sind, ist der Gehalt an Stickstoffoxyden durch die Verbrennungsbedingungen bestimmt. In der Regel ist das Verhältnis NO zu NO etwa 10 zu 1 und wird im technischen Sprachgebrauch insgesamt als NO bezeichnet.
x Da auch die Stickoxyde als toxische Stoffe anzusehen sind, wird neben der herkömmlichen S02-Abtrennung aus Rauch- und Abgasen auch deren Eliminierung gefordert.
Es gibt zahlreiche Verfahren zur Abtrennung von Stickoxyden, wobei mit Waschlösungen und gleichzeitiger Oxydation des NO dieses in N02 und in Nitrat gearbeitet werden kann. Auch eine Oxydation des NO mittels festen Katalysatoren ist bekannt. Weiterhin können die Stickstoffoxyde mittels Alkalihalogenverbindungen in wässrigen Lösungen abgebaut werden.
Alle diese Verfahren benötigen eine eigene Verfahrensstufe, die beispielsweise bei Rauchgasreinigungsanlagen der obligatorischen Schwefeldioxydabtrennung vorgeschaltet sind.
Mit dieser zweistufigen Arbeitsweise erfordern die bisher bekannten Verfahren naturgemäß getrennte Kreisläufe oder Kontaktstufen zur Aufarbeitung der oxydierten Stickstoffverbindungen bzw. Zwischenverbindungen und Aufarbeitung der Waschlösungen oder Zwischenverbindungen aus der SO2-Abtrennung.
Gegenstand der Erfindung ist eine Verfahrensänderung dergestalt, daß mittels Zugabe von Alkalithiosulfat zur Waschlösung wie sie in dem Verfahren des Hauptpatents P 25 32.373.3 verwendet werden, um sowohl die Stickstoffoxyde als auch das 502 aus technischen Abgasen und Rauchgasen abzutrennen. Hierbei werden die Reaktionsmechanismen über Thionatbildungen und Umsetzungen mit Sulfiten genützt.
Durch Zusatz von Alkalithiosulfat zur Waschlösung gelingt es die Stickstoffoxyde gleichzeitig mit der Schwefeldioxydabtrennung in elementaren Stickstoff umzuwandeln.
Genützt werden dabei Reaktionen von Thiosulfaten zu Thionaten mit Sulfiten bzw. Bisulfiten sowohl im alkalischen Waschbereich als in der sauren Oxydationsstufe der Alkalisulfite bzw. Bisulfite.
Im alkalischen Bereich (pH 9 bis 11) gilt für die NO-Absorption die Primärreaktion: und Sekundärreaktion: N02 reagiert - ebenfalls im alkalischen Bereich (pH 9 bis 10): Durch die gleichzeitige S02-Reaktion der Waschlösung setzen sich die Sulfite mit den Thionaten und Thiosulfaten wie folgt um: Das Trithionat hydrolysiert dann im zunehmend saurer werdenden Bereich: Enthalt die Waschlösung Alkalien, deren Sulfate schwer löslich sind und dabei ausfallen, dann wird die Rückbildung des Thiosulfats begünstigt. Bei der Sulfitoxydation im sauren Bereich pH ungefähr 4, würde das Thiosulfat zersetzt werden. Durch das Vorhandensein von Halogeniden und Puffersubstanzen wird die Reaktion (6) gehemmt so daß dem Zerfall nach (6) entgegen gewirkt wird.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die Hydrolysereaktion (5) im neutralen oder schwach sauren Bereich, nach dem Verlassen der Wäsche, vor der Oxydation, die Aufoxydation des Sulfits aus der S02-Waschung begünstigt und der Zerfallsreaktion (6) ebenfalls entgegenwirkt, da die Lösung durch die Pufferung weniger H-Ionen liefert.
Weiterhin hat sich überrachenderweise gezeigt, daß bei der Oxydation des Sulfits zum Sulfat der Thiosulfatspiegel erhalten bleibt, d. h. die Reaktion (7) als Gleichgewichtsraktion anzusehen ist.
Es wurde weiter gefunden, daß die nicht vollständig vermeidbare Reaktion (6) durch die Gegenwart von Alkalisulfat und -sulfit den entstehenden Schwefel agglomeriert, so daß keine Solbildung, etwa Trübung, durch elementaren Schwefel in der Waschlösung eintritt.
Es wurde auch überraschenderweise festgestellt, daß im Fall einer Trübung durch ausfallenden Schwefel bei Rückführung auf die 502 Waschstufe die Reaktion (6) von rechts nach links abläuft.
In der Abbildung ist der Verfahrensweg gemäß des Hauptpatents P 25 32.373.3 skizziert und die erfindungsgemäße Änderung kenntlich gemacht.
Bei (A) wird der Waschlösung mit einem pH-Wert von 9 bis 11 beispielsweise 2 bis 5 g Natriumthiosulfat/Liter zugesetzt. Im Wäscher (B) laufen die Reaktionen (1) - (3) ab. Die Oxydationsstufe (C) nützt die Reaktionsabläufe (4) - (5) im pH-Bereich 3,5 bis 3,9. Im Fällungsbehälter (D) für den Gips (E) durch die Kalkhydratzugabe wird die Reaktion (6) gehemmt, so daß über den Restsulfitgehalt der Lösung Reaktion (7) diese Hemmung verursacht.
Die Zugabe von verbrauchtem Thiosulfat - etwa nach den Reaktionen (5 und 6) erfolgt der Notwendigkeit entsprechend, wenn der Thiosulfatspiegel in der Kreislauflösung abgesunken ist.
In der Abbildung ist weiterhin dargestellt mit (F) : Reingas, mit (G) : Rohgas, mit (H) : Kalkhydrat, mit (1) : Luft.
Patentanspruch: L e e r s e i t e

Claims

Patentanspruch: Abtrennung von Stickstoffoxyden und Schwefeloxyden in einer gemeinsamen Waschstufe + Waschflüssigkeit gekennzeichnet nach Hauptpatent P 25 32. 373. 3 durch die 1) Thiosulfatzugabe in die alkalische Waschlösung nach Verbrauchsmaßgabe, und 2) Begünstigung der Thionatbildung durch Halogenide, und 3) Ausfällung von Kalciumsulfit, dadurch Begünstigung der Thionathydrolyse (5), und 4) durch die Pufferungshemmung der Reaktion (6), und 5) Nutzung der Reaktion (6) von rechts nach links infolge der Alkalizugabe.