DE2833296C2 - Verfahren zur Verhinderung der Rauchbildung in Abgasen - Google Patents

Verfahren zur Verhinderung der Rauchbildung in Abgasen

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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verhinderung der Rauchbildung in Abgasen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der Verbrennung von Schwefel enthaltenden Brennstoffen werden im allgemeinen Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid gebildet. Es wurde bereits vorgeschlagen, zur Verringerung der Mengen an diesen Schwefeloxiden die Abgase mit einer wäßrigen Ammoniaklösung in einer Waschsäule zu waschen.
Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid reagieren mit wäßrigem Ammoniak unter Bildung von weißen Feststoffen aus Ammoniumsulfit, Ammoniumbisulfit und Ammoniumsulfat, die theoretisch die Waschsäule in der Lösung verlassen sollten.
Es hat sich jedoch in der Praxis herausgestellt, daß ein wesentlicher Teil dieser Feststoffe die Waschsäule im Abgas verläßt, mit dem Ergebnis, daß die den Abgasauslaß unmittelbar umgebende Luft eine Vielzahl von feinen weißen Teilchen enthält, die bei ausreichen* der Dichte eine weiße oder bläuliche Wolke bilden, die hier als »Rauch« bezeichnet wird.
Aus »Erdöl und Kohle'ErdgaS'Petrochemie vereinigt mit Brennstoff-Chemie« 28 (1975) 7/328-331 ist ein Verfahren zur Entschwefelung des Rauchgases aus einem ölgefeuerten Kraftwerk bekannt, bei dem das Rauchgas in einer Waschsäule durchströmt. Das Rauchgas tritt dabei mit einer Temperatur von 180" C in die Waschsäule ein und mit einer Temperatur von 180°C aus ihr aus, wobei das in die Waschsäule eintretende Rauchgas einen Taupunkt von 50"C besitzt.
Ein derartiges Rauchgas besitzt be? 1800C eine relative Feuchtigkeit von etwa 1,33%, Wenn es mit dem wäßrigen Medium der Waschsäule in Berührung kommt, wird es daher rasch Feuchtigkeit aufnehmen, so daß sich, wenn es aus der Wasehsäule auftritt, seine Zusammensetzung derart ändert, daß sein Taupunkt weil unterhalb 50° C liegt.
Es wurde nunmehr gefunden, daß der Rauch in Abgasen wenigstens teilweise von winzig kleinen (submikroskopischen) Tropfen herrührt, die aus den durch die Wasehsäule geführten Abgasen kondensieren oder von diesen mitgeführt werden, Diese feinen Tropfen scheinen mit den weißen Feststoffen, die den Rauch bilden, in Verbindung zu stehen.
Bei Verhinderung der Bildung dieser feinen Tropfen könnte die Rauchbildung hintangehalten werden.
Die Erfindung; wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, die Bildung dieser Flüssigkeitströpfchen und damit die Rauchbildung in den mit wäßriger Ammoniaklösung gewaschenen Abgasen zu verbinden.
Es bestehen verschiedene Möglichkeiten um zu verhindern, daß das durch die Wasehsäule geführte Abgas kondensiert Beispielsweise kann bei Einsatz einer Mehrbodenkolonne so vorgegangen werden, daß jeder Boden, dem das Gas zugeführt wird, wärmer ist als der vorhergehende Boden. Dies ist völlig konträr zu einer üblichen Arbeitsweise. Alternativ kann das einen Boden verlassende Abgas erhitzt werden, bevor es zum nächsten Boden geführt wird. Eine weitere Alternative besteht darin, der wäßrigen Ammoniaklösung ein Salz zuzugeben, wodurch sichergestellt wird, daß das Gas über dem Boden oberhalb seines Taupanktes gehalten wird, und zwar trotz der Tatsache, daß es mit der Flüssigkeit auf dein Boden im Gleichgewicht steht Bei einer Mehrbodenkolonne kann die Konzentration des Salzes in der wäßrigen Ammoniaklösung von Boden zu Boden variiert werden, um beispielsweise Änderungen der Temperatur in der Waschkolonne zu kompensieren. Ein besonders bevorzugtes Salz fSr diesen Zweck ist Ammoniumsulfat.
Zusätzlich zu oder anstatt der vorgenannten Maßnahmen kann die Fließgeschwindigkeit des Abgases und seine Feuchtigkeit und Temperatur vor der Durchführung durch einen Boden so eingestellt werden, daß das Abgas während oder nach dem Durchgang durch die wäßrige Ammoniaklösung nicht mehr als 0,280C unter seinem Taupunkt absinkt Ist die relative Feuchtigkeit eines Gases beispielsweise 99% bevor es beispielsweise einen Boden, der mit einer wäßrigen Ammoniaklösung bedeckt ist, passiert ist es ziemlich sicher, daß der Wassergehalt des die Lösung verlassenden Gases mit Her Lösung im Gleichgewicht steht. Ist die relative Feuchtigkeit des dem Boden zugeführten Abgases beispielsweise 95%, ist es weniger wahrscheinlich, daß dies eintritt, usw. Als praktische Maßnahme ist es daher empfehlenswert daß die relative Feuchtigkeit des Agases, das in die Wasehsäule, und wenn möglich in die Böden derselben eintritt, nicht höher als 95% sein sollte,
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeich· nung näher erläutert, die ein schematisches Bild einer Laboreinrichtung zeigt, in der verschiedene Versuche durchgeführt wurden.
Die Laborvorrichtung umfaßt einen ersten Erhitzer 12, einen Befeuchter 16 und einen zweiten Erhitzer 23. Luft wird in die Vorrichtung über Leitung 10 eingeführt und wird nach Passieren des Erhitzers 12 über Leitung 14 zum Befeuchter 16 geführt. Über Leitung 18 wird
dem Befeuchter 16 Wasser jwgefahFt, «las fiber Leitung 20 abgezogen wirdr Pie feuchte Luft verläßt den Befeuchter 16 ober Leitung 22 und wird mit SchwefeldiPKW, das Über Leitung %\ zugeführt wird, gemischt. Pie solchermaßen gebildete Mischung wird im zweiten Erhitzer 23 vor dem Einführen im Boden der Waschs^ule24öber Leitun&25 erhitzt
Die Waschsäule 24 umfaßt eine einzige mit öffnung versehene Platte 30, Ein Ableiter 28 führt eine wäßrige Ammoniaklösung von der Einfuhrleitung 26 auf die mit Öffnungen versehene Platte 30, Das Niveau der Lösung auf der mit Öffnung versehenen Platte 30 wird durch ein Wehr 32 konstant gehalten, das zum Ableiter 34 führt Die gewaschene Mischung verläßt die Waschsäule 24 über Leitung 38 und wird zu einer Vorrichtung zur Messung der Trübung des Gases geführt. Diese Vorrichtung umfaßt eine SIuIe 40, die mit einer Lichtquelle 44, einem Reflektor 46 und einem Licbtsensor 48, zur Messung der Lichtintensität des vom Reflektor 46 reflektierten Lichtes, versehen ist. Pie Säule 40 ist von einem Heizmantel 44 umgeben. Die Mischung verläßt die Säule 40 über Auslaß SO,
Unter Verwendung dieser Vorrichtung wurden verschiedene Versuche durchgeführt Die Bedingungen
ίο und die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt Es ist ersichtlich, daß in all jenen Fällen die Trübung des Gases vernachlässigbar ist, bei denen das Gas über der Flüssigkeit auf der mit Öffnungen veisehenen Platte 30 bei oder oberhalb 0,28° C unter seinem Taupunkt gehalten wurde.
Lauf Zufuhrgas (Luft T°C + SO2) ppH2O pH ] 5,43 Dichte Waschlösung SO2 SO4 H2O TB °C 7T0C Trübung
(in bar) ( 5,43 g/cm3) Mole (%)
SO2 47,2 RH 89,85 5,43 U86 NH3 8,32 0,96 100 122,5 50,3 0,1
(ppm) 47,2 89,85 5,43 1,186 8,32 0,96 100 122,5 50,3 0,25
I 6 800 48,9 83,8 89,59 5,54 1,186 11,37 8,32 0,96 100 124 51,1 keine
2 8 600 48,9 83,8 89,59 5,54 1,186 11,37 8,32 0,96 100 124 51,1 0,1
3 6 800 50,6 76,7 5,54 1,190 11,37 5,97 2,83 100 134 56,7 0,65
4 8 700 50,6 76,7 5,54 1,190 11,37 5,97 2,83 100 134 56,7 0,25
5 8 700 49,7 99 5,54 1,190 12,73 5,97 2,83 100 132 55,6 0,3
6 5 000 49,7 99 5,54 1,190 12,73 5r97 2,83 100 132 55,6 keine
7 8 700 50,0 92 ,190 12,73 5,97 2,83 100 132 55,6 keine
8 5 000 50,0 92 1,190 12,73 5,97 2,83 100 132 55,6 keine
9 8 700 52,2 83 120,0 12,73 3,14 0,47 100 57,8/58,3 0,2
10 5 000 52,2 83 120,0 12,73 3,14 0,47 100 57,8/58,3 0,4
11 1300 52,2 120,0 5,32 3,14 0,47 100 57,8/58,3 1,0
12 2 250 53,3 137,3 5,32 3,14 2,82 100 58,9/60,0 keiiw
13 3 530 53,3 137,3 5,32 3,14 2,82 100 60,0 0,1
14 1400. 53,3 137,2 5,32 3.14 2,82 100 58,9/60,0 0,4
15 2 250 53,9 132,0 5,32 3,14 5,56 100 59,4/60,0 keine
16 4 500 53,9 132,0 5,32 3,14 5,56 100 59,4/60,0 0,1
17 8 700 54,4 143,9 5,32 3,14 7,88 100 59,7/60,6 keine
18 10 500 5,32
19 33 500 5,32
T = Temperatur der in die Waschsäule eintretenden Zufuhrgase.
RH = Relative Feuchtigkeit.
TB = Temperatur der Flüssigkeit in Ableiter 34.
TV = Temperatur des Gases in Säule 40.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche;
    1, Verfahren zur Verhinderung der Rauchbildung in Abgasen aus der Verbrennung von Schwefel s enthaltenden Brennstoffen, wobei die Abgase mit einer wäßrigen Ammoniaklösung in einer Wasebsäu-Ie gewaschen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Abgase kontinuierlich an jedem Punkt der Waschsäule nicht mehr als 0,28QC unter ihrem Taupunkt gehalten wird.
    Z. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrere Böden aufweisende Waschsäule eingesetzt wird und die Temperatur der wäßrigen Ammoniaklösung in der Waschsäule von oben nach unten abnimmt
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrere Böden aufweisende Säule eingesetzt wird und das jeden Boden verlassende Gas vor dessen Führung zum nächsten Boden erhitzt wird.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur wäßrigen Ammoniaklösung ein Salz zugegeben wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Feuchtigkeit der Abgase, die der Säure zugeführt werden, 95% nicht übersteigt
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Waschsäule mit mehreren Döden eingesetzt wird und die relative Feuchtigkeit der jedem Boden zugeführten Abgase 95% nicht übersteigt.
    35
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