DE2750768A1

DE2750768A1 - Verfahren zur entfernung von chlorionen aus einem system zur behandlung von feuchtem abgas

Info

Publication number: DE2750768A1
Application number: DE19772750768
Authority: DE
Inventors: Yuichi Etoh; Chiba Ichihara; Akira Kitayama; Sadami Kobayashi; Shigeyoshi Okazaki
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1976-11-15
Filing date: 1977-11-12
Publication date: 1978-05-24
Also published as: JPS5361567A; NL168424C; NL7712413A; GB1560038A; CA1099491A; NL168424B; DE2750768C2; JPS6048220B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Chlorionen aus einem System zur Behandlung von feuchtem Abgas bzw. Verbrennungsgas.

In dem System zur Behandlung von feuchtem Abgas wurden bereits verschiedene Verfahren angewendet, um die Bildung von die Umwelt verschmutzendem Abwasser vollständig zu vermeiden. Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß die geringen Mengen an Chlor, die in industriellem Abwasser, schwerem Treiböl, in den verwendeten Reagentien und dgl. enthalten sind, sich während der Behandlung in der im Kreislauf geführten Absorptionslösung konzentrieren und anreichern. Wenn die Chlorkonzentration in der im Kreislauf geführten Absorptionslösung 4000 bis 6000 ppm erreicht, so führt dies zu einer Spannungskorrosionsrißbildung, zu einer Lochfraßkorrosion und dgl. bei dem rostfreien Stahl, aus dem der Absorptionsturm und dgl. im Prinzip angefertigt sind. Man ist daher seit langem bestrebt, Chlorionen auf wirksame Weise daraus zu entfernen.

Bisher wurde zur Beseitigung des Nachteils, der auf die Anreicherung der Chlorionen zurückzuführen ist, ein Teil oder die Gesamtmenge der im Kreislauf geführten Absorptionslösung aus dem Behandlungssystem abgezogen, sobald die Chlorionenkonzentration einen bestimmten Wert erreicht hatte. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es schwierig ist, die abgezogene, im Kreislauf geführte Absorptionslösung unschädlich zu machen und daß dann, wenn die im Kreislauf geführte Absorptionslösung verworfen (beseitigt) wird, sekundäre Umweltverschmutzungsprobleme auftreten. Außerdem tritt dabei der wirtschaftliche Nachteil auf, daß eine frische Absorptionslösung, die der abgezogenen Menge der Absorptionslösung entspricht, wieder zugeführt werden muß und daß in der abgezogenen Absorptionslösung große Mengen an gelösten Salzen enthalten sind.

Es wurden nun umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um ein Verfahren für die Behandlung eines Abgases (Verbrennungsgases) unter Anwendung des nahezu geschlossenen Systems zu entwickeln, bei dem die Chlorionenkonzentration in dem System gleichzeitig unterhalb eines vorgegebenen Wertes gehalten wird, um so die vorstehend beschriebenen Nachteile auszuräumen. Diese Untersuchungen haben zu der vorliegenden Erfindung geführt, die nachfolgend an Hand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert wird, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Zur Behandlung eines Schwefeldioxid enthaltenden Abgases (Rauchgases oder Verbrennungsgases) kann beispielsweise das in der Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung dargestellte Naß-Behandlungssystem angewendet werden. Dabei zeigt die Fig. 1 ein Fließdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, bei dem die Ziffer 1 einen Absorptionsturm, die Ziffer 2 einen Zentrifugenabscheider, die Ziffer 3 einen Trockner, die Ziffer 4 eine Calcinierungseinheit, die Ziffer 5 einen Tank, die Ziffer 6 einen Waschturm, die Ziffer 7 einen Neutralisationsbehälter, die Ziffer 8 einen Filter und die Ziffer 9 einen Lufteinwirkungsbehandlungsbehälter bezeichnen.

In dem in der Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung dargestellten Fließdiagramm wird eine Absorptionslösung, die Magnesiumverbindungen, wie Magnesiumoxid, Magnesiumsulfit, Magnesiumsulfat und dgl., enthält, mit dem Abgas (Rauchgas oder Verbrennungsgas) in dem Absorptionsturm 1 in Kontakt gebracht, um dadurch das darin enthaltene Schwefeldioxid zu absorbieren. Die dabei ablaufenden Reaktionen können beispielsweise wie folgt dargestellt werden:

MgO + SO[tief]2 + 3H[tief]2O --> MgSO[tief]3.3H[tief]2O

MgSO[tief]3 + SO[tief]2 + H[tief]2O --> Mg(HSO[tief]3)[tief]2

Mg(HSO[tief]3)[tief]2 + MgO + 5H[tief]2O --> 2MgSO[tief]3.3H[tief]2O

MgO + SO[tief]3 + 7H[tief]2O --> MgSO[tief]4.7H[tief]2O

MgSO[tief]3 + 1/2 O[tief]2 + 7H[tief]2O --> MgSO[tief]4.7H[tief]2O

Die Reaktionsprodukte und die Absorptionsmittel werden unter Verwendung des Zentrifugenabscheiders 2 oder dgl. abgetrennt und die Mutterlauge wird für die Wiederverwendung in die Absorptionsstufe zurückgeführt. Die (in Form eines feuchten Kuchens) abgetrennten Feststoffe werden in dem Trockner 3 getrocknet und dann in der Calcinierungseinheit 4 calciniert, um das Schwefeldioxid zurückzugewinnen und gleichzeitig die Magnesiumverbindungen zu regenerieren. Diese Magnesiumverbindungen werden als Absorptionsmittel wiederverwendet. Das Schwefeldioxid enthaltende zurückgewonnene Gas wird in dem Waschturm 6 entstaubt und dann als Ausgangsmaterial für die Herstellung eines Nebenprodukts, wie Schwefel oder Schwefelsäure, verwendet. Die aus dem Waschturm abgezogene Lösung wird in das im Kreislauf geführte Absorptionssystem zurückgeführt.

In dem vorstehend beschriebenen Abgasbehandlungssystem werden die Chlorionen nicht nur zusammen mit anderen Komponenten in den im Kreislauf geführten Absorptionssystem zirkuliert, sondern ein Teil der Chlorionen nimmt auch an dem folgenden Kreislauf teil: Absorptionssystem --> Fest-Flüssig-Trennstufe --> Trocknungsstufe --> Calcinierungsstufe --> Waschstufe --> Absorptionssystem.

Es wurde nun gefunden, daß die in dem Zentrifugenabscheider bei der Fest-Flüssig-Trennung (in Form eines feuchten Kuchens) erhaltenen Feststoffe in der Regel 5 bis 30 Gew.-% Wasser enthalten und daß die in dem Wasser enthaltenen Chlorionen in Form von Chlorwasserstoff freigesetzt und an das Gas abgegeben werden, das in der Trocknungscalcinierungsstufe gebildet wird, und daß mindestens etwa 90 % davon schließlich in der Lösung in dem Waschturm herausgewaschen werden. Die Menge des herausgewaschenen Chlors übersteigt die Menge der Chlorionen, die in sämtlichen Stufen gebildet werden. Es wurde nun gefunden, daß die Anreicherung der Chlorionen in dem Absorptionssystem auf wirksame Weise dadurch verhindert werden kann, daß man einen Teil der aus dem obigen Waschturm abgezogenen Lösung aus dem Behandlungssystem entfernt. Darauf beruht die vorliegende Erfindung.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung von Chlorionen aus dem System zur Behandlung von feuchtem Abgas (Rauchgas oder Verbrennungsgas), das die folgenden Stufen umfaßt:

Inkontaktbringen eines Schwefeldioxid enthaltenden Abgases mit einer im Kreislauf geführten, eine Magnesiumverbindung enthaltenden Absorptionslösung (Absorptionsstufe), Abtrennung der Feststoffe von einem Teil der im Kreislauf geführten Absorptionslösung (Fest-Flüssig-Trennstufe), Trocknen und Calcinieren der Feststoffe zur Regenerierung und Wiederverwendung der Magnesiumverbindung (Trocknungs-Calcinierungs-Stufe) und Waschen des in der Trocknungs-Calcinierungs-Stufe gebildeten Gases mit Wasser in einem Waschturm (Waschstufe), das dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens ein Teil der aus dem Waschturm abgezogenen Lösung aus dem Behandlungssystem entfernt wird und daß der Wassergehalt der in die Trocknungs-Calcinierungs-Stufe eingeführten Feststoffe und der Mengenanteil der aus dem Waschturm abgezogenen Lösung, der aus dem Behandlungssystem entfernt werden, so gesteuert (kontrolliert) werden, daß die Anreicherung von Chlorionen in dem Behandlungssystem auf befriedigende Weise verhindert wird.

Da die aus dem Waschturm 6 abgezogene Lösung, wie vorstehend angegeben, eine große Menge Chlorionen enthält, ist es möglich, die Anreicherung der Chlorionen in dem Behandlungssystem zu verhindern und ihre Konzentration unterhalb eines bestimmten Wertes zu halten, indem man einen Teil oder die Gesamtmenge der aus dem Waschturm abgezogenen Lösung aus dem Behandlungssystem entfernt.

Der Mengenanteil der abgezogenen Lösung, der aus dem Behandlungssystem entfernt werden soll, wird gesteuert (kontrolliert) unter Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen der Chlorionenkonzentration der Absorptionslösung, die angestrebt werden soll, und dem Wassergehalt des feuchten Kuchens. Wenn beispielsweise der Wassergehalt des feuchten Kuchens 15 Gew.-% beträgt, so wird dann, wenn die Gesamtmenge der aus dem Waschturm abgezogenen Lösung aus dem Behandlungssystem entfernt wird, die Chlorionenkonzentration in dem Absorptionssystem bei etwa 340 ppm gehalten. Wenn der Mengenanteil der Lösung, der aus dem Behandlungssystem entfernt werden soll, auf etwa 11 % eingestellt wird, beträgt die Chlorionenkonzentration in dem Absorptionssystem 3000 ppm. Wenn die Chlorionenkonzentration in dem Absorptionssystem unterhalb etwa 3000 ppm gehalten wird, ist es möglich, Störungen, wie z.B. die Korrosion des Absorptionsturms und dgl., zu verhindern, so daß ein konstanter Betrieb über einen langen Zeitraum hinweg möglich ist.

Erfindungsgemäß ist es dann, wenn der Wassergehalt des feuchten Kuchens, der in den Trockner eingeführt wird, oberhalb 2 Gew.-% liegt, möglich, die Chlorionenkonzentration in dem Absorptionssystem unterhalb 3000 ppm zu halten, indem man eine bestimmte Menge der aus dem Waschturm abgezogenen Lösung aus dem Behandlungssystem entfernt. Der Mengenanteil der abgezogenen Lösung, der aus dem Behandlungssystem entfernt werden soll, wird umgekehrt proportional zu dem Wassergehalt der Feststoffe, die dem Regenerierungsprozeß zugeführt werden sollen, gemacht. Das heißt, der Mengenanteil der abgezogenen Lösung, der aus dem Behandlungssystem entfernt werden soll, kann gesenkt werden durch Erhöhung des Wassergehaltes des feuchten Kuchens. Dadurch ist es möglich, einen Teil der im Kreislauf geführten Absorptionslösung direkt in den Trockner zu überführen, ohne den Zentrifugenabscheider zu passieren.

Die Entfernung der aus dem Waschturm abgezogenen Lösung aus dem Behandlungssystem kann entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Auch durch Erhöhung der Chlorionenkonzentration der aus dem Waschturm abgezogenen Lösung durch vorübergehende Erhöhung des Wassergehaltes des feuchten Kuchens kann die Menge der Lösung, die aus dem Behandlungssystem entfernt werden soll, gesenkt werden.

Die aus dem Waschturm abgezogene Lösung, die aus dem Behandlungssystem entfernt worden ist, hat im allgemeinen einen pH-Wert von 1,5 bis 3,5, eine Aufschlämmungskonzentration von 0 bis 3 Gew.-%, eine SO[tief]3-Gesamtkonzentration einschließlich des gelösten SO[tief]2-Gases von 5 bis 8 Gew.-% und eine COD-Konzentration in der überstehenden Flüssigkeit von 700 bis 1500 ppm. Durch Neutralisation der Lösung mit einem Alkalireagens und erforderlichenfalls Zugabe eines Ausflockungsmittels und nachfolgendes Filtrieren oder Stehenlassen zur Trennung von Feststoff und Flüssigkeit verringert sich bei der auf diese Weise abgetrennten Lösung ihr Feststoffgehalt auf etwa 10 bis etwa 20 ppm, ihre SO[tief]3-Gesamtkonzentration auf etwa 2000 bis etwa 3000 ppm und ihre COD-Konzentration auf etwa 25 bis etwa 30 ppm. Außerdem kann die SO[tief]3-Gesamtkonzentration der Lösung auf etwa 20 bis etwa 100 ppm herabgesetzt werden, wenn man die Lösung Luft aussetzt und dadurch ist es möglich, die Lösung zu beseitigen (zu verwerfen), ohne daß irgendwelche sekundären Umweltverschmutzungsprobleme auftreten. Als Alkalireagentien, die für die Neutralisation verwendet werden, kann die Magnesiumoxid-Aufschlämmung der Abgas-Behandlung, wie sie in Fig. 1 angegeben ist, verwendet werden und die abgetrennten Feststoffe werden wieder in die Abgas-Behandlungsstufe zurückgeführt. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Temperaturen, bei denen die Trocknungs- und Calcinierungs-Stufen durchgeführt werden, und die Arbeitsbedingungen, bei denen alle Stufen durchgeführt werden, wie bei üblichen Arbeitsgängen festgesetzt werden. So wird beispielsweise die Trocknungsstufe in der Regel bei 200 bis 250°C durchgeführt und die Calcinierungsstufe wird in der Regel bei 500 bis 1000°C durchgeführt.

Claims

1. Verfahren zur Entfernung von Chlorionen aus einem Behandlungssystem für feuchtes Abgas, das die folgenden Stufen umfaßt:

Inkontaktbringen eines Schwefeldioxid enthaltenden Abgases mit einer im Kreislauf geführten, eine Magnesiumverbindung enthaltenden Absorptionslösung (Absorptions-Stufe), Abtrennen der Feststoffe von einem Teil der im Kreislauf geführten Absorptionslösung (Fest-Flüssig-Trennstufe), Trocknen und Calcinieren der Feststoffe für die Regenerierung und Wiederverwendung der Magnesiumverbindung (Trocknungs-Calcinierungs-Stufe) und Waschen des in der Trocknungs-Calcinierungs-Stufe gebildeten Gases mit Wasser in einem Waschturm (Wasch-Stufe), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der aus dem Waschturm abgezogenen Lösung aus dem Behandlungssystem entfernt wird und daß der Wassergehalt der in die Trocknungs-Calcinierungs-Stufe einzuführenden Feststoffe und der Mengenanteil der aus dem Waschturm abgezogenen Lösung, der aus dem Behandlungssystem entfernt werden soll, so eingestellt (kontrolliert) werden, daß dadurch die Anreicherung der Chlorionen in dem Behandlungssystem auf befriedigende Weise verhindert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mengenanteil der aus dem Waschturm abgezogenen Lösung, der aus dem Behandlungssystem entfernt werden soll, umgekehrt proportional zu dem Wassergehalt der Feststoffe, die in die Trocknungs-Calcinierungsstufe eingeführt werden sollen, gemacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Chlorionenkonzentration in dem Behandlungssystem unterhalb etwa 3000 ppm gehalten wird.