DE2815446A1

DE2815446A1 - Verfahren zum nassabscheiden von verunreinigungen aus gasen hoeherer temperatur

Info

Publication number: DE2815446A1
Application number: DE19782815446
Authority: DE
Inventors: Ekkehard Prof Dr Ing Weber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-10
Filing date: 1978-04-10
Publication date: 1980-05-08
Also published as: US4244930A; GB2026455B; GB2026455A

Description

2815U6

RP 428 E-DE 4600 Dortmund, den 23.03.1978 RTV-Dr.Str./Sch Ceagfilter und Entstaubungstechnik GmbH., 460O Dortmund, Postfach

Verfahren zum Naßabscheiden ron Verunreinigungen aus Gasen höherer Temperatur

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu« Naßabscheiden von Verunreinigungen aus einem Gas, die bei höherer, vorzugsweise oberhalb 575 K liegender Temperatur zu reinigen sind.

Ee ist bekannt, zu* Reinigen von Gasen, die keine oxidierenden Eigenschaften haben, und die bei höherer Temperatur - etwa oberhalb 575 K ■it naßarbeitenden Abscheidern gereinigt werden sollen, Metallschmelzen wie beispielsweise Schmelzen von Zinn oder zinnhaltigen Legierungen einzusetzen (DE-AS 26 05 249). Es i*t auch bekannt, derartige Reinigungsverfahren mit Salzschmelzen durchzuführen (Batelle-Studie R+D-Report 100 "A prozess for cleaning and removal of sulfurcompound from low-BTU-Gases" -Washington, Aug 1974-). Nach dieser Untersuchung wird eine Lösung von Calciumcarbonat in einem geschmolzenen eutektischen Gemisch von Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat und Lithiumcarbonat als Waschflüssigkeit benutzt. Der Arbeitsbereich dieses Gemisches liegt bei Temperaturen oberhalb von etwa 875 Kj so wurde beispielsweise mit einer Schmelze nach dieser Untersuchung Gas mit Temperaturen oberhalb 8OO C gereinigt, ein Temperaturbereich, in dem infolge der hier bereits höheren Dampfdrücke der Alkalisalze mit Schwierigkeiten bei ihrem Abtrennen aus dem gereinigten Gas zu rechnen ist. Da in diesem Gemisch Lithium-Salze verwendet werden, sind die Kosten für diese Schmelze hoch. Bedingt durch diese hohen Kosten des Einsatzmaterials ist eine Wiederaufbereitung

0 3 0 0 19/0002

-Y-

der eingesetzten Schmelzen erforderlich. Dazu bedarf es nach der Batelle-Studie erheblicher Aufwendungen, und es ist zumindest bis heute unklar, ob eine mit den abgeschiedenen Verunreinigungen versetzte Schmelze wirtschaftlich überhaupt aufgearbeitet werden kann. In jedem Fall erscheint die Kostenbelastung durch die Gasreinigung nach der Batelle-Untersuchung, die von dem ständigen Verbrauch an Salzen und Salzmischungen bzw. durch die Deponiekosten bestimmt wird, so hoch, daß eine wirtschaftliche Verwertung in aller Breite fraglich erscheint.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für eine Naßabscheidung von Verunreinigungen aus einem Gas, das bei höherer, vorzugsweise oberhalb 575 K liegender Temperatur einsetzbar ist, das die Nachteile des bisherigen Standes der Technik überwinden, und das darüber hinaus v;irtschaftlich ist, anzugeben. Dazu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, als Waschflüssigkeit im naßarbeitendon Abscheider eine Schmelze aus Alkaliverbindungen, in der feste Erdalkaliverbindungen dispergiert sind, zu verwenden. In weiterei- Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, daß der Gehalt an festen Erdalkaliverbindungen in der als Waschflüssigkeit dienenden Schmelze bis zu 60 56 beträgt. Eine bevorzugte Ausführungsform wird in der Ver- ■ Wendung von Alkalihydroxiden, insbesondere Natriumhydroxid und Erdalkelioxid, insbesondere Calciumhydroxid gesehen. Schließlich kann noch der Naßabscheidung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine an sich bekannte Vorabscheidung vorgeschaltet werden.

In der Figur 1 ist im Verfahrensschema das Wesentliche der Erfindung beispielshaft erläutert. Dabei bedeuten 1 einen üblichen naßarbeitenden Abscheider, der als Sprühdüsenwäscher oder als Venturiwäscher ausgebildet sein kann, und der nicht Gegenstand der Erfindung ist. Hit 2 ist ein Vorabscheider, der dem Naßabscheider vorgeschaltet ist, bezeichnet. 3 beudetet einen Vorratsbehälter, für die als Waschflüssigkeit eingesetzte Schmelze als Alkaliverbindungen, in die aus einem zweiten Vorratsbehälter 5 feste Erdalkaliverbindungen eingetragen werden. Ein Rührwerk 6 dispergiert diese festen Erdalkaliverbindungen in der Alkalxverbindungsschinelze. Die mit den abgeschiedenen Verunreinigungen bel-adene Waschflüssigkeit verläßt den

0300 1 9/0002

2815U6

naßarbeitenden Abscheider bei 7j ein Teil davon wird zum Vorratsbehälter 3 zurückgeführt. Der andere Teil wird einem Kühler und Brecher zugeführt, in dem die Schmelze erstarrt und zum Transport zerkleinert wird. Dieses Ausschleusen eines Teiles der Waschflüssigkeit entspricht dem Verbrauch und dient letztendlich dem Halten eines tolerierbaren Verunreinigungsspiegels bei der Rückführung der Waschflüssigkeit. Wird auf die Rückführung verzichtet, ist der Betrieb vorzugsweise auf den stöchiometrischen Verbrauch an Reaktionspartnern abzustellen. Vijrd dies beachtet, lassen sich neben Staub und Nebel auch gasförmige Verunreinigungen wie beispielsweise Schwefeldioxid abscheiden.

Bei der Untersuchung des Verhaltens des Verfahrens nach der Erfindung, wurde im Labormaßstab ein Abgasstroin von 775 K nachgebildet. Dazu wurden 300 m³/h Rauchgas mit 80,2 Vol.?o Stickstoff und 14.8 -Vöiso Kohlendioxid benutzt, das noch etva 4 Vol.5c Sauerstoff enthielt. Der Rest verteilte sich auf Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid und Stickoxide. Von den abzuscheidenden Verunreinigungen wurden Staub mit 1,24 g/m und Schwefeldioxid mit 1.02 g/m bestimmt. Dieses Gas wurde in einem naßiii'beitenden Abscheider vom Venturi-Typ mit 0,8 kg Schmelze je Stunde gewaschen. Die Schmelze bestand aus 47,5 Gew.% Natriumhydroxid und 5^,5 Gew.5ό Calciumoxid. Die Salzschmelze konnte - bezogen auf die eingesetzte Schmelze - aus dem Abscheider nahezu quantitativ zurückgewonnen werden. Sie hatte - bezogen auf eine Stunde - aus dem Gas 8 g Kohlendioxid und 2^4 g Schwefeldioxid sowie 357 g Staub aufge-

3 3

nommen. Im Reingas fanden sich noch 0.05 g/m Staub und 0.04 g/m Schwefeldioxid. Der erfindungsgemäß betriebene Wäscher hatte sowohl gegenüber Staub als auch gegenüber Schwefeldioxid einen Abscheidegrad von etwa 96 %\ Nitrit und Nitrat konnten nachgewiesen werden. Der Abscheidegrad gegenüber Stickoxiden wurde allerdings nicht bestimmt. Die Temperatur von 775 K blieb beim Durchgang durch den Abscheider nahezu ungeändert.

Bei den Versuchen zeigte sich, daß die im erfindungsgemäßen Verfahren benutzte Waschflüssigkeit ein überraschend gutes Deponieverhalten zeigt. Das Schwefeldioxid sättigt zuerst die Alkaliverbindung und

0300 1 9/0002 Copy '

2815U6

wird danach von der Erdalkaliverbindung aufgenommen. Dies hat zur Folge, daß die Alkaliverbindungen fast ausschließlich als Alkalisulfit, Alkalisulfit-hydrat und Alkalisulfat zur Deponie gclanqen, während die Erdalkaliverbindungen im Regelfall noch im Überschuß als nicht voll ausgenutzte Reaktionspartner vorhanden sein können. Darüber hinaus sind die Bestandteile dieser Waschflüssigkeit wohlfeile Handelsprodukte, so daß die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens gegeben ist. Um das Fließverhalten der Waschflüssigkeit durch abgeschiedenen Flugstaub oder durch auftretende Teernebel nicht ungünstig zu beeinflussen, ist bei hoher Staub- bzw. Nebelkonzentration eine Vorabscheidung vorteilhaft. Dadurch kann die Beladung der Waschflüssigkeit mit abgeschiedenen Feststoffen in Grenzen gehalten werden und eine nahezu stöchiometrische Ausnutzung der Vaschflüssigkeit zur Abscheidung von gasförmigen, mit den Komponenten der Waschflüssigkeit reagierenden Verunreinigungen erreicht werden. Als besonderer Vorteil stellte sich heraus, daß das zu reinigende Gas seinen infolge der hohen Temperatur wertvollen Wärmeinhait nahezu ungeändert beibehält.

030019/0002 . _COpY

Leerseite

Claims

RP 428 E-DE 4600 Dortmund, den 23.03.1978 RTW-Dr.Str./Sch Patentansprüche

1. Verfahren zur Naßabscheidung von Verunreinigungen aus Gasen, die bei hoher, vorzugsweise oberhalb GOO K liegender Temperatur zu reinigen sind, dadurch gekennzeichnet, dali als Waschflüssigkeit im naßarbeitenden Abscheider eine Schmelze aus Alkaliverbindungen benutzt wird, in der feste Erdalkaliverbindungen dispergiort sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an festen Erdalkaliverbindungen in der als Waschflüssigkeit dienenden Schmelze bis zu 60 5o beträgt.

3« Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als .Mkaliverbindung ein Alkalihydroxid und als Erdalkaliverbindung ein Erdalkalioxid eingesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalihydroxid Natriumhydroxid und das Erdalkalioxid Calciumoxid ist.

5· Verfahren nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine der Naßabscheidung vorgescheitete Vorabscheidung.

030019/0002