DE2735608C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gas-Flüssigkeitskontaktreaktionsap­ paratur, insbesondere Gas-Naßreiniger, mit einem Reaktionsbe­ hälter zur Aufnahme von Flüssigkeit, wobei der Reaktionsbehäl­ ter mindestens ein in Strömungsrichtung konisch verjüngend zu­ laufendes, vertikal angeordnetes Gaseinführungsrohr aufweist, an dessen Austrittsbereich eine Gasdispergiereinrichtung an­ schließt.

Es sind verschiedene Verfahren für einen Gas-Flüssigkeits­ kontakt und gleichzeitige Feststoffausfällung möglich. Eines dieser Verfahren ist bekannt als Rauchgasentschwefe­ lungsverfahren, das darin besteht, daß man Rauchgas aus Kochern und dergleichen in einer wäßrigen Lösung, die Alka­ li oder Säure enthält, behandelt und SO₂ aus dem Rauchgas durch Absorption entfernt. Ein anderes Verfahren dient der Gewinnung von Ammoniumsulfat durch Behandlung von Ammoniak­ gas in einem Gasgemisch aus einem Koksofen mit Hilfe von Schwefelsäure. Ein drittes Verfahren dient der Herstellung von Hydroxylamin, bei dem durch Oxidation von Ammoniak mit Luft produziertes Stickstoffoxid mit Wasser absorbiert und mit Ammoniumsulfat umgesetzt wird. Ein viertes Verfah­ ren ist das Ammoniak-Sodaverfahren zur Herstellung von Na­ triumcarbonat. Wenn große Gasmengen in den obigen herkömm­ lichen Verfahren behandelt werden, enthält die verwendete Vorrichtung zum Kontaktieren von Gasen mit Flüssigkeiten einen Turm, in welchem Gas und Flüssigkeit im Gegenstrom miteinander in Kontakt gebracht werden, eine mit einer Pac­ kung versehene Kolonne, eine mit Böden versehene Kolonne, einen Sprühturm und dergleichen. Die verwendete Feststoff­ ausfällungsapparatur schließt je nach dem Verwendungs­ zweck verschiedene Typen ein, und wegen des Erfordernisses einer Suspendierung von Feststoffen verwenden alle Typen einen Zylinderkessel mit einem Rührwerk. Für große Gasmen­ gen, die kontinuierlich zu behandeln sind, indem man das Gas in Kontakt mit einer Flüssigkeit bringt und Feststoffe durch Ausfällen erhält, ist es üblich, daß die Gas-Flüssig­ keitskontaktiervorrichtung und die Ausfällungsvorrichtung wegen ihrer unterschiedlichen Funktionen und Konstruktio­ nen unabhängig und getrennt voneinander vorgesehen und durch ein Pumpen- und Leitungssystem miteinander verbunden werden.

Im Vorfeld der vorliegenden Erfindung wurden die Möglich­ keiten untersucht, aus verschiedenen Aspekten die beiden unterschiedlichen Apparaturen in einer einzigen Einheit mit­ einander zu kombinieren, und es ergab sich, daß die einfache Vereinigung der beiden Anlagen le­ diglich zu einer großen Apparatur führt und somit keinen Vorteil der Kombination ergibt. Es wurde allerdings dann beobachtet, daß eine Lösung des obigen Problems erreicht werden kann, wenn man ein neues Verfahren für die Herstel­ lung des Kontaktes zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit in Gegenwart eines Feststoffes durchführt.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 35 24 631 bekannt. Diese betrifft konkret einen Naßreiniger für mit Partikeln verunreinigte Gase. Das Gas wird einem trichterförmigen Einlaßrohr zugeführt, wo es mit hoher Ge­ schwindigkeit auf die Oberfläche eines Wasserbades trifft, das Wasser an der Auftreffstelle verdrängt sowie Wasser­ tröpfchen erzeugt. Der entstehende Gas-Wassertropfenstrom steigt aufwärts und prallt gegen eine das Gaseinlaßrohr horizontal umfassende kreisringförmige Platte, an deren Peripherie ein vertikal angeordneter, langgestreckter per­ forierter Schirm befestigt ist. Durch den Aufprall werden Strömungswirbel gebildet, die neben anderen Effekten eine Abscheidung der Partikel bewirken, die nach unten absin­ ken, wogegen das gereinigte Gas aus dem Schirm seitlich austritt. Eine weitere Vorrichtung ähnlicher Art ist aus der US-PS 37 93 809 bekannt, in welcher es darum geht, ex­ trem kleine Partikel aus einem mit den Partikeln beladenen Gasstrom zu entfernen. Hier wird das verunreinigte Gas einem Naßreiniger vom Venturityp zugeführt, an dessen In­ nenwand eine Flüssigkeit abwärts strömt, die von dem Gas­ druck in Tröpfchen aufgelöst wird.

Beide genannten Naßreiniger sind auf das Problem ausge­ richtet, Gase, die mit feinen Feststoffpartikeln beladen sind, auszuwaschen. Sie sind jedoch nicht anwendbar auf den Fall, daß das zu reinigende Gas einen Stoff enthält, der z. B. ebenfalls gasförmig sein kann und der in Kontakt mit einer Flüssigkeit die Ausfällung eines Feststoffes be­ wirkt. Die bekannten Naßreiniger können diesem Problem nicht gerecht werden. Im Falle der erstgenannten Druck­ schrift würde sich der Schirm sehr schnell verstopfen, während im Falle der zweitgenannten Schrift eine entspre­ chende Lochplatte verstopfen würde. Im einschlägigen Stand der Technik sind ansonsten zum Reinigen von Gasen, für die der erfindungsgemäße Naßreiniger ausgelegt ist, ausschließ­ lich zweistufige Reiniger vorgesehen.

Gegenüber der US-PS 35 24 631 liegt der vorliegenden Er­ findung daher die Aufgabe zugrunde, den bekannten Naßrei­ niger so als Gas-Flüssigkeitskontaktreaktionsapparatur auszu­ gestalten, daß keine Verstopfung auftritt und daß dennoch ein Ausfällen von Feststoffen möglich ist, die aus der Reaktion eines im Gas enthaltenen Stoffes mit der Waschsubstanz ent­ steht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Gasdispergierein­ richtung von einer an das untere Ende an das Gaseinführungsrohr angeordneten durchlässigen Wand und einer daran anschließenden undurchlässigen Wand derart gebildet wird, daß beim Betrieb mit dem Gas unter Druck der Flüssigkeitspegel innerhalb der Gasdis­ pergiereinrichtung bis zu der undurchlässigen Wand herunterge­ drückt ist und das Gas durch die durchlässige Wand ausperlt, und in der Apparatur außerdem Rührer und/oder Lufteinführungs­ einrichtungen vorgesehen sind.

Der erfindungsgemäße Naßreiniger besitzt einen Gas-Dispergierer in der Form eines Käfigs. Unter­ halb der Dispergierfläche bildet sich ein Gaspolster, Gas­ blasen perlen aus diesem Polster in den Raum außerhalb des Käfigs aus und reagieren dort mit der Flüssigkeit unter Bildung eines Schaumes, in dem die Feststoffe ausgefällt werden, die in Form einer Suspension in der Flüssigkeit aus der Reaktionszone entfernt werden. Ein Verstopfen der Dispergierflächen kann damit nicht auftreten.

Dabei bilden die Merkmale der Unteransprüche die Maßnahmen gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise weiter aus.

Durch die Anordnung des Gaseinführungsrohres in Kombination mit der Gasdispergiereinrichtung und der daran anschließenden, un­ durchlässigen Wand werden in dem Reaktionskessel ein Spritzer­ abtrennabschnitt, ein Gas-Flüssigkeitskontaktierabschnitt, d. h. ein Abschnitt, in welchem Gase mit Flüssigkeiten in Gegen­ wart von Feststoffen kontaktiert werden, und darunter wiederum ein Feststoffausfällabschnitt gebildet. Bei den vorzugsweise von oben nach unten verlaufenden Gaseinführungsrohren liegt die jeweils im Reaktorkessel befindliche Öffnung am unteren Ende der Leitung und unterhalb des Gas-Flüssigkeitskontaktier­ abschnittes. Die Gasdispergiereinrichtung, die sich dann vom unteren Ende des Gaseinführungsrohres aus er­ streckt, ist so ausgebildet, daß sich auf dieser Disper­ giereinrichtung eine Feststoff-Gas-Flüssigkeitsschicht bil­ det, wobei die Gasdispergiereinrichtung eine sich von ihr aus erstreckende Seitenwand aufweist. Durch das Rührwerk und/oder die Lufteinführleitung, die sich in dem Feststoff­ ausfällabschnitt befindet, bildet sich eine feste Teilchen enthaltende Suspension, und es findet ein Austausch zwi­ schen einem Gemisch von Feststoff, Gas und Flüssigkeit oben und der Suspension unten durch erzwungene Zirkulation statt.

Durch die Maßnahmen der Erfindung werden die Kontaktierung zwischen Gas und Flüssigkeit und die Feststoffausfällung in einem einzigen Kessel miteinander vereinigt, wobei die drei obenerwähnten Abschnitte in dem Kessel sind. Der mitt­ lere Gas-Flüssigkeitskontaktierabschnitt bildet eine Schicht eines Gemisches von Feststoff, Gas und Flüssigkeit. Der untere Feststoffausfällabschnitt bildet eine Feststoff- Flüssigkeitssuspensionsschicht. Dabei können die Kontaktie­ rung der Gase mit den Flüssigkeiten und die Feststoffaus­ fällung gleichzeitig erfolgen. Der Reaktionskessel ist da­ her so aufgebaut, daß er hoch genug ist, um die drei erwähn­ ten Abschnitte aufnehmen zu können. Das untere offene Ende der Gaseinführleitung reicht unter die Feststoff-Gas-Flüs­ sigkeitskontaktierschicht, deren Bildung auf der Grundlage der Leistungserfordernisse (Umwandlung) erwünscht sein dürfte. Die Seitenwand der Gasdispergiereinrichtung er­ streckt sich bei vertikal angeordneter Gaseinführleitung ebenfalls abwärts. Ein unter Druck von dem Gaseinführungs­ rohr abgegebener Gasstrom kann sich mithin infolge der Seitenwand nicht in horizontalen Richtungen verteilen und wird daher mit sehr hoher Geschwindigkeit durch die Gas­ blasenbildungseinrichtung in die Feststoff-Gas-Flüssig­ keitskontaktierschicht gedüst. Der Gasstrom erzeugt somit fein verteilte Gasblasen, die eine gleichförmige zusammen­ hängende Schicht von Flüssigkeit und Gasblasen (Schaum) bzw. eine Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktierschicht über der Gasdispergiereinrichtung bilden.

Die Massenüberführung und chemische Reaktion erfolgen damit erfindungsgemäß durch Aufeinanderprallen eines Gasstromes mit hoher Geschwindigkeit und eines Flüssigkeitsstromes in dem Gas-Flüssigkeitskontaktierabschnitt (in Gegenwart von Feststoffen) und durch Gas-Flüssigkeitskontakt. Die Kontaktierung der Gase mit den Flüssigkeiten findet mit großer Heftigkeit unter Störung derart statt, daß das Gas in feine Gasblasen verteilt wird. Außerdem finden die Mas­ senüberführungen und die chemische Reaktion durch die Kon­ taktierung in der Schaumschicht statt, die somit den Gas- Flüssigkeitskontaktierabschnitt bildet. Der durch die Gas­ blasenschicht definierte Abschnitt wird hier als Gas-Flüs­ sigkeitskontaktierabschnitt bezeichnet, d. h. der Abschnitt, in welchem Gase mit Flüssigkeiten in Gegenwart von Feststof­ fen kontaktiert werden. Das die Gasblasenschicht unabsor­ biert verlassende Gas wird mit Flüssigkeitsspritzern ver­ einigt. Es ist daher erforderlich, jenen Teil des verspritz­ te Flüssigkeit enthaltenden Gases von letzterem zu trennen und somit einen ausreichenden Raum oberhalb des Gasblasen­ abschnittes vorzusehen, um eine Ablagerung von Feststoffen, die möglicherweise in den Spritzern enthalten sind, auf der Innenwand des Reaktionskessels zu verhindern. Dieser Raum über dem Gasblasenabschnitt oder dem Gas-Flüssigkeitskontak­ tierabschnitt wird daher hier als Spritzerabtrennabschnitt bezeichnet. Der von der Gasdispergiereinrichtung und ihrer Seitenwand begrenzte Bereich wird mit einem Gas unter Druck aus der Gaseinführleitung gefüllt, so daß der Flüssigkeits­ spiegel dort abwärts gedrückt wird. Hierdurch können sich Schlitze oder Öffnungen der Gasdispergiereinrichtungen nicht mehr mit Feststoffen verstopfen, so daß die Kontaktierreak­ tion von Gas und Flüssigkeit und die Feststoffausfällung in einem einzigen Kessel ermöglicht sind. Um die erwünschte Massenüberführung und die Reaktion gleichzeitig in dem Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktierabschnitt bzw. dem Gas­ blasenabschnitt zu gestatten, müssen diejenigen Anteile von Feststoff und Flüssigkeit, deren Massenüberführung und Re­ aktion abgeschlossen sind, aus diesem Gasblasenabschnitt entfernt werden, während neue Anteile von Feststoff und Flüssigkeit, die die Massenüberführung und Reaktion zu för­ dern vermögen, stattdessen in den erwähnten Abschnitt ein­ geführt werden. Dies kann durch eine natürliche Zirkulation des Feststoff-Flüssigkeitsgemisches erreicht werden, die durch einen Unterschied im spezifischen Gewicht zwischen den beiden Gemischen in dem oberen und dem unteren Abschnitt des Reaktionskessels verursacht wird. Erfindungsgemäß wird dies zusätzlich durch erzwungene Zirkulation erreicht, die durch me­ chanische Einrichtungen, z. B. ein Rührwerk, und/oder durch Lufteinführeinrichtungen bewirkt wird. Mit anderen Worten zwingt man die in dem Feststoffausfällabschnitt produzierte Feststoffsuspension, an der Seitenwand der Gasdispergier­ einrichtung zu strömen, aufzusteigen und zu dem Gas- Flüssigkeitskontaktierabschnitt zu wandern, wo sie mit dem Gas in ausreichender Weise kontaktiert wird. Schließlich zwingt man sie, durch beispielsweise ein abwärtsgehendes Abzugsrohr oder eine nach unten verlaufende Leitung zu dem Feststoffausfällabschnitt unten zu gehen. Dieses nach unten verlaufende Abzugsrohr hat die Funktion, die Zirkulation der Feststoffsuspension weiter zu fördern. Die flüssige Schicht unterhalb der Gasblasenschicht (der Abschnitt un­ terhalb der Höhe der Gasdispergiereinrichtung) wird hier als Feststoffausfällabschnitt bezeichnet. In diesem ist eine Flüssigkeitsabgabeleitung vorgesehen, die Flüssigkeit oder gegebenenfalls Schlamm zuführt, die bzw. der ein absorbier­ tes Gas als ein Reaktionsprodukt bindet, welches man durch chemische Umsetzung derselben erhält. Die Flüssigkeit oder der Schlamm enthält eine gelöste Verbindung zur Ausfäl­ lung des Gases unter Bildung von Feststoffen.

Man erkennt, daß durch die Maßnahmen gemäß der Erfindung die Suspension zwischen dem Feststoff-Gas-Flüssigkeitskon­ taktierabschnitt und dem Feststoffausfällabschnitt ohne Ver­ wendung eines Pumpsystems und unter wirksamer Ausnutzung des Rührwerkes zirkuliert, wodurch ein Gemisch eines Fest­ stoffes und einer Flüssigkeit erzeugt wird und ihre Umset­ zung und das Suspendieren von Feststoffen, die auch in einer herkömmlichen Ausfällapparatur erforderlich sind, suspen­ diert, und zwar in Zusammenarbeit mit der natürlichen Zir­ kulation, welche durch den Unterschied im spezifischen Ge­ wicht im absteigenden Abzugsrohr zwischen den beiden Gemi­ schen in dem oberen und dem unteren Abschnitt des Reak­ tionskessels bewirkt wird. Mit Vorteil können daher erfin­ dungsgemäß die Kontaktierung von Gasen mit Flüssigkeiten und die Feststoffausfällung gleichzeitig in einem einzigen Reaktionskessel ohne Verstopfungsprobleme durchgeführt wer­ den.

Durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird ferner die Grenzfläche in dem Feststoff-Gas-Flüssigkeitskontaktierab­ schnitt vergrößert, wodurch eine bessere Absorption und eine bessere Reaktionswirksamkeit möglich werden. Bei der Reaktion zwischen drei unterschiedlichen Phasen, dem Fest­ stoff, dem Gas und der Flüssigkeit, hängen die Massenüber­ führung und die Gesamtreaktionsgeschwindigkeit von der Grenzfläche ab. Daher hat die Gasdispergiereinrichtung er­ findungsgemäß in der Regel eine perforierte Platte, die an dem im Reaktionskessel befindlichen Ende der Gaseinführungs­ rohre angebracht ist. Die Platte kann aber auch mit einem oder mehreren Netzen, Gittern, Sieben oder dergleichen da­ rauf versehen sein, worin fein verteilte Gasblasen gebildet werden, so daß die Massenüberführung und die Reaktion wirk­ samer stattfinden können.

Wenn in einer herkömmlichen Gas-Flüssigkeitskontaktiervor­ richtung Netze, Gitter, Siebe oder dergleichen vorgesehen sind, so daß die Massenüberführung und die Reaktion beim Kontaktieren zwischen suspendiertem Feststoff, Flüssigkeit und Gas stattfinden kann, werden die erzeugten Feststoffe jedoch in nachteiliger Weise leicht auf diesen Netzen ab­ gelagert. Diese Verstopfungsprobleme werden durch die Maß­ nahmen gemäß der Erfindung mit Vorteil ausgeschaltet, indem man die Ströme des Feststoffes und der Flüssigkeit mit gro­ ßer Heftigkeit beim Kontaktieren stört. Das Rührwerk und/oder die Lufteinführleitung in dem Feststoffausfällab­ schnitt haben mindestens eine zylindrische Prallplatte, die konzentrisch das Rührwerk oder die Lufteinführleitung der­ art umgeben, daß das Gas-Flüssigkeitsgemisch und dessen Zirkulation wirksamer stattfinden können.

Durch die Maßnahmen der Erfindung werden auch die durch die Ablagerung von Feststoffen entstehenden Probleme und Ärger­ nisse ausgeschaltet. Bei dem obenerwähnten Stand der Technik ist im Betrieb, wenn ein Gas und eine Flüssigkeit zum ersten Mal in Kontakt miteinander kommen, die Energie des strömenden Gases nicht groß genug, um die Feststoffe von denjenigen Stellen wegzuhalten, an denen sie sich abla­ gern. Die Feststoffablagerungen wachsen mit der Zeit zu einer solchen Dicke an, daß schließlich die Durchgänge für das Gas mit Feststoffen verstopft sind, so daß die Vorrich­ tung praktisch nicht mehr arbeitet. Erfindungsgemäß hinge­ gen können Feststoffe, die durch Kontaktierung eines Gases mit einer Flüssigkeit gebildet sind, ohne Anhaften an den Durchgängen für das Gas absinken, wie an den Wänden, die mit einem Flüssigkeitsfilm im Reaktionskessel oder an der Außen­ seite bedeckt sind. Das Kontaktieren zwischen Gas und Flüs­ sigkeit in Gegenwart von Feststoffen kann mit großer Hef­ tigkeit in dem Gasdispergierbereich stattfinden. Zum Ver­ hindern einer Ablagerung von Feststoffen gibt es zusätzlich zu den obenerwähnten Maßnahmen bei Ausbildung eines feuch­ ten Filmes auf der Wand eine mechanische Kratzmethode, eine Methode der Zugabe von Feinkristallen und die Verwendung ablagerungsbeständiger Materialien. Die wirksamste und si­ cherste Methode ist das mechanische Abkratzen, doch ist diese Methode schwierig einzusetzen, insbesondere wenn zahl­ reiche Gaseinführungsleitungen installiert sind. Das Mittel zur Bildung eines feuchten Filmes nach der Erfindung ist daher wesentlich praktischer, wirksamer und brauchbarer und insbesondere dann vorteilhaft, wenn zahlreiche Gasein­ führleitungen vorgesehen sind.

Die gleichzeitige Gas-Flüssigkeitskontaktierreaktion und die Feststoffausfällung in einem einzigen Kessel ermöglicht einen erweiterten Anwendungsbereich.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 schematisch einen senkrechten Schnitt durch eine er­ ste Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Er­ findung,

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, jedoch im Zusammen­ hang mit einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, und

Fig. 3 eine ähnliche schematische Darstellung wie bei den vorhergehenden Figuren, wobei jedoch eine weitere andere Ausführungsform dargestellt ist.

In Fig. 1 wird anhand der Vorrichtung zum Kontaktieren von Gasen mit Flüssigkeiten in Gegenwart von Feststoffen der Betrieb erläutert, wobei die Gas- und Flüssigkeitsströme durch Pfeile gezeigt sind. In dem Reaktionskessel 1, dem Gase durch ein Gaseinführungsrohr 2 bzw. eine Gaseinführleitung 2 zugeführt werden, ist am unteren engeren Ende des Gaseinführrohres 2 eine Gasdis­ pergiereinrichtung 3, sich seitlich bzw. schräg erstreckend, vorgesehen. Diese Gasdispergiereinrichtung 3 weist eine Seitenwand 4 auf, die von der Gasdispergiereinrichtung aus abwärts verläuft. Es werden ein Spritzerabtrennabschnitt 1′, darunter ein Abschnitt 1′′, in welchem Gase mit Flüssig­ keiten in Gegenwart von Feststoffen kontaktiert werden, bzw. ein Gas-Flüssigkeitskontaktierabschnitt 1′′, und darunter der Feststoffausfällabschnitt 1′′′ gebildet. 5 ist ein Rüh­ rer, 6 eine Prallplatte, 7 ein Kanal, d. h. eine abwärts gerichtete Leitung oder Führung, 8 ist eine Flüssigkeitszuführleitung zur Bildung eines feuchten Filmes über der Innenwand der Gaseinführleitung, 2, 9 ist ein Gasauslaß, 10, 11 sind Suspensionsauslässe, 12 ist eine Lufteinführleitung und 13 ist eine Reaktionspartner­ zuführleitung.

In Fig. 1 sind zwei Gaseinführleitungen 2 gezeigt, es kann aber auch nur eine, oder es können auch mehr als zwei Lei­ tungen vorgesehen sein. Die in Fig. 1 gezeigte Gasdisper­ giereinrichtung 3 hat die Gestalt einer horizontalen Platte, die sich nach unten vom unteren offenen Ende der Gaseinführ­ leitung 2 erstreckt. In der Platte der Gasdispergiereinrich­ tung 3 sind mehrere Öffnungen vorhanden. Von dieser Platte aus erstreckt sich nach unten eine weitere vertikale Sei­ tenwand, doch kann die Gasdispergiereinrichtung 3 auch eine andere Form haben, wie sie z. B. in Fig. 2 gezeigt ist.

In Fig. 2 hat die Gasdispergiereinrichtung 3 eine geneigte perforierte Platte und eine leicht geneigte Seitenwand 4. Als Ersatz für die perforierten Platten in den Fig. 1 und 2 können ein Netz, Gitter, Sieb oder eine Kombination derselben verwendet werden.

Ein Gasfluß, der unter Druck in dem Reaktionskessel 1 durch die Gaseinführleitung 2 eingeführt wird, füllt den von der Gasdispergiereinrichtung 3 von ihrer vertikalen Seitenwand 4 umgebenen Raum, bringt die Flüssigkeitsoberfläche unter dem Druck des Gases auf einen niedrigeren Spiegel, und das Gas wird mit einer bestimmten Geschwindigkeit, die im Beispiel 4 nachfolgend noch angegeben wird, durch die Gasdispergier­ einrichtung 3 mit einer hohen Geschwindigkeit ausgeperlt. Hierdurch wird eine Schicht von Gasblasen (Gas- Flüssigkeitskontaktierabschnitt 1′′) gebildet, indem eine Feststoff-Flüssigkeitssuspension mit großer Heftigkeit durch Berührung hiermit gestört wird. Das Gas wird dann von der Gasblasenschicht 1′′ absorbiert, während der unabsor­ bierte Teil des Gases durch den Spritzerabtrennabschnitt 1′ sowie durch den Gasauslaß 9 zur Außenseite strömt.

Durch die Flüssigkeitszuführleitung 8 wird ein Flüssigkeits­ strom so der Gaseinführleitung 2 zugeführt, daß ein feuchter Film auf der inneren Wand der Gaseinführleitung 2 gebildet wird. Dieser Feuchtigkeitsfilm verhindert ein Ver­ stopfen der Gaseinführleitung 2 mit abgelagerten Feststof­ fen, so daß die Verwendung mechanischer Kratzeinrichtungen vermieden und ein kontinuierliches Arbeiten der Vorrichtung möglich wird. Die Bildung des Feuchtigkeitsfilmes ist be­ sonders dann wirksam, wenn eine Reihe kleiner Röhren instal­ liert ist. Andere Methoden zur Ausfällung eines Feuchtig­ keitsfilmes als die, die beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist, sind ebenfalls möglich.

In dem Feststoffausfällabschnitt 1′′′, in welchem Feststoffe durch Ausfällung gebildet werden, wird ein Reaktionspart­ ner durch eine Zuführleitung 13 in einem vom Rührwerk 5 und/oder der Lufteinführleitung 12 aufsteigenden Luftstrom eingespeist und reagiert mit dem absorbierten Teil des Ga­ ses. Durch diese Reaktion werden durch Ausfällung Feststoffe gebildet. Das Vorhandensein der Seitenwand 4 der Gasdisper­ giereinrichtung 3 bewirkt einen Suspensionsfluß, der außer­ halb der Prallwand 6 aufsteigt und nach außen zur Seiten­ wand 4 in den Gas-Flüssigkeitskontaktierabschnitt 1′′ wan­ dert. Dort hat die Suspension einen ausreichenden Kontakt mit dem Gas, während ihre Massenüberführung und Reaktion stattfindet, wonach sie zu dem absteigenden Kanal 7 geht und durch diesen absteigt.

Die Suspension zirkuliert auf dem obengenannten Weg so lange, wie ein Unterschied im spezifischen Gewicht zwischen einer Suspension außerhalb des Rührwerkes 5 und des Ab­ steigkanals 7, die Gasblasen enthält, und einer Suspension innerhalb des Absteigkanals 7, der keine Gasblasen enthält, besteht. Der Absteigkanal 7, der in Fig. 1 gezeigt ist, liegt in dem Reaktionskessel 1 mittig angeordnet, doch kann er auch entlang dem Außenumfang des Reaktionskessels 1 vor­ gesehen sein, wie in Fig. 2 gezeigt ist. In Fig. 3 ist ferner eine Vielzahl von in regelmäßigen Abständen angeord­ neten Absteigkanälen 7 vorgesehen, die im Schnitt gezeigt sind.

Die Vorrichtung hat in ihrem unteren Teil eine mit der be­ gleitenden Reaktion gebildete Suspension mit einer konstan­ ten Feststoffkonzentration, wie dies erforderlich ist, Flüssigkeit und/oder Feststoff in der Suspension können fer­ ner immer dann oxidiert werden, wenn dies erforderlich ist. Die Suspension fließt nach dem Verlassen des Reaktionskes­ sels 1 durch den Auslaß 11 am Boden zu einer Zentrifugen­ trenneinrichtung, die nicht gezeigt ist und die Suspension in Flüssigkeit und Feststoff trennt.

Zur Erleichterung des Verständnisses der Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung sind die Ergebnisse von Bei­ spielen der Vorrichtung nachfolgend aufgeführt.

Beispiel 1

Die Vorrichtung war derart aufgebaut, daß sie einen Kessel 1 mit einem Durchmesser von 800 mm mit rundem Querschnitt umfaßte, der eine Flüssigkeit mit einer Tiefe von 1800 mm enthielt, zwei Gaseinführungsleitungen 2, jeweils mit einem Durchmesser von 7,5 cm, die 400 mm tief eintauchten und jeweils halbkreisförmige horizontale perforierte Platten 3 besaßen, die sich nach außen vom unteren Ende der Leitungen an entgegengesetzten Seiten derselben erstreckten. Dabei besaßen die Platten 3 jeweils eine vertikal umgebördelte, sich von dort abwärts erstreckende Seitenwand 4. Die Vorrichtung wies ferner ein Rühr­ werk 5, eine zylindrische Prallwand 6 mit einem Durchmesser von 500 mm, einen mit Öffnungen versehenen Röhrenverteiler (der der Lufteinführleitung 12 entspricht) und eine Abgabe­ leitung 13, aus der eine Lösung von Na₂CO₃ zugeführt wurde, auf. 1000 Nm³/Std. eines Gases, das 1000 ppm H₂S enthielt, wurde unter Druck in den Reaktionskessel 1 eingeführt, so daß es über den Platten 3 eine 500 bis 900 mm hohe Gasbla­ senschicht bildete. In der Zwischenzeit wurde eine Lösung von Na₂CO₃, die das Natriumsalz einer Disulfonsäure der Chinongruppe, wie das Natriumsalz von Anthrachinondisulfon­ säure oder Naphthochinondisulfonsäure, enthielt, aus der Leitung 13 zugeführt, während 15 Nm³/Std. Luft aus dem Röh­ renverteiler 12 zugeführt wurden. Das Abgas aus dem Gasauslaß 9 enthielt weniger als 100 ppm H₂S, und eine Suspension aus dem Auslaß 11 wurde direkt einer Filterpresse zugeführt, die den festen Schwefel ab­ trennte.

Beispiel 2

Die Vorrichtung des Beispiels 1 wurde verwendet. 1000 Nm³/Std. eines Gases, das 1000 ppm SO₂ enthielt, wurde unter Druck zugeführt, während eine wäßrige Lösung, die das Chlorid or­ ganischer Säuren, wie von Zitronensäure oder Apfelsäure ent­ hielt, aus der Leitung 13 zugeführt wurde. 100 Nm³/Std. Luft, die Schwefelwasserstoffgas enthielt, wurde auch aus der Lei­ tung 12 zugeführt. Das Ergebnis zeigte, daß eine mehr als 75%ige Entschwefelung erhalten wurde. Eine ausgefällten festen Schwefel enthaltende Suspension wurde durch Leitung 11 entfernt und dann mit der Filterpresse getrennt, wobei fe­ ster Schwefel erhalten wurde.

Beispiel 3

Es wurde die Vorrichtung des Beispiels 1 verwendet. 1200 Nm³/Std. eines Gases, das 1000 ppm SO₂ enthielt, wurde unter Druck zugeführt, während ein Schlamm von CaCO₃ zugeführt wurde. 15 Nm³/Std. Luft wurden ebenfalls aus Leitung 12 zu­ geführt. Das erhaltene Ergebnis zeigte eine 95%ige Ent­ schwefelung. Eine Suspension, die CaSO₄ · 2 H₂O enthielt, wurde durch Leitung 11 zu einer Zentrifuge für eine Tren­ nung abgezogen. Während des Betriebes konnte keinerlei Ver­ stopfungsproblem an den Platten 3 beobachtet werden, das sonst infolge abgelagerter Feststoffe nach dem Stand der Technik auftrat.

Beispiel 4

Bei einem Versuch wurde Gas durch die Gasdispergierein­ richtung 3 mit einer Geschwindigkeit von 6 bis 80 m/Sek., vorzugsweise von 7,5 bis 15 m/Sek., ausgeperlt, und es bil­ dete sich eine Schicht von Gasblasen, der Gas-Flüssigkeits­ kontaktierabschnitt 1′′, in dem eine Feststoff-Flüssig­ keitssuspension mit großer Heftigkeit durch Berührung hier­ mit gestört wird. Das durch die Gasblasenschicht bzw. den Gas-Flüssigkeitskontaktierabschnitt 1′′ kommende Gas stieg mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 4 m/Sek., vorzugs­ weise von 0,5 bis 2 m/Sek., auf.

Claims (6)

1. Gas-Flüssigkeitskontaktreaktionsapparatur, insbesonde­ re Gas-Naßreiniger, mit einem Reaktionsbehälter (1) zur Aufnahme von Flüssigkeit, wobei der Reaktionsbehälter (1) mindestens ein in Strömungsrichtung konisch ver­ jüngend zulaufendes, vertikal angeordnetes Gaseinfüh­ rungsrohr (2) aufweist, an dessen Austrittsbereich eine Gasdispergiereinrichtung anschließt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gasdispergiereinrichtung (3, 4) von einer an das untere Ende an das Gaseinführungsrohr (2) angeordneten durchlässigen Wand (3) und einer daran an­ schließenden undurchlässigen Wand (4) derart gebildet wird, daß beim Betrieb mit dem Gas unter Druck der Flüssigkeitspegel innerhalb der Gasdispergiereinrich­ tung (3, 4) bis zu der undurchlässigen Wand (4) herun­ tergedrückt ist und das Gas durch die durchlässige Wand (3) ausperlt, und in der Apparatur außerdem Rührer (5) und/oder Lufteinführeinrichtungen (12) vorgesehen sind.

2. Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchlässige Wand (3) horizontal und die undurch­ lässige Wand (4) vertikal angeordnet ist.

3. Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchlässige Wand (3) und die sich daran anschlie­ ßende undurchlässige Wand (4) geneigt zur Horizontalen angeordnet sind.

4. Apparatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Reaktionsbehälter (1) wenigstens einen Kanal (7) aufweist.

5. Apparatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die durchlässige Wand (3) durch per­ forierte Platten, Netze, Gitter und/oder Siebe gebil­ det ist.

6. Apparatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Prallplatte (6) den Rührer (5) und/oder die Lufteinführeinrichtungen (12) umgibt.