DE2833296C2 - Verfahren zur Verhinderung der Rauchbildung in Abgasen - Google Patents
Verfahren zur Verhinderung der Rauchbildung in AbgasenInfo
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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 | |||||
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| 15 | 2 250 | 53,9 | 132,0 | 5,32 | 3,14 | 5,56 | 100 | 59,4/60,0 | keine | |||||
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| 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)
- 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 abnimmt3. 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 übersteigt6. 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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