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Verfahren zuri Entfernen von Salzen aus heißen Abgasen
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Salzen aus
heißen Abgasen, wobei die Abgase mit einer wasser- und salzhaltigen Waschlösung
in Kontakt gebracht werden.
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In znehmenem Maße werden flüssige Rückstände verbrannt, die anorganisce
Verbindungen, wie z.B. Salze, enthalten. Die Rückstände können auch metallorganische
Verbindungen enthalten, die bei der Verbrennung Metalloxide oder Metallsalze bilden.
Verbrannt werden auch Rückstände, die z.B. Fluor, Chlor, Brom, Schwefel oder Phosphor
enthalten und bei der Verbrennung saure Gase oder Dämpfe wie HF, HCl, HBr, S02 oder
P205 bilden, die in einer nachgeschalteten Rauchgaswäsche durch alkalische Waschlösungen
neutralisiert werden.
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In diesen Fällen fallen in der Rauchgaswäsche salzhaltige Waschlösungen
an, die nicht mehr ungereinigt abgeleitet werden dürfen. Während sich Sulfite, Sulfate,
Karbonate und Phosphate etwa durch Kalkmilch fällen lassen, sind aber Halogenide
durch Fällung mit üblichen Fällungsmitteln nicht zu beseitigen.
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Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem sämtliche anfallenden Salze aus der
Waschlösung entfernt werden können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß eine salzhaltige Waschlösung verwendet wird, die das Abgas kühlt und mit Wasserdampf
zumindest weitgehend sättigt, wobei die in eine Verweilzone ablaufende Waschlösung
an mindestens
einem Salz übersättigt wird, das auskristallisiert
daß aus der Verweilzone auskristallisiertes Salz abgeführt und gebrauchte Waschlösung
aus der Verweilzone abgezogen und wieder mit dem Abgas in Kontakt gebracht wird.
Die rückgeführte Waschlösung enthält aus dem Abgas stammende Salze.
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beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die störenden Salze in der
gebrauchten Waschlösung auskristallisiert und können dadurch auf einfache Weise
entfernt werden. Damit das zu behandelnde heiße Abgas genügend Wasserdampf aufnehmen
kann, sollte es vor seinem Kontakt mit der Waschlösung eine Temperatur von mindestens
etwa 3000C haben, doch kann die Abgastemperatur auch weit höher liegen. Die Waschlösung
wird durch Verdampfen von Wassers so weit aufkonzentriert, daß die Salze, z.B. Halogenide,
Sulfate oder Karbonate, zumindest teilweise auskristallisieren. Die in der ~erweilzone
absitzenden Salze können dort als Salzsuspension bzw. Salzschlamm abgezogen werden.
Die sich im oberen Bereich der Verweilzone sammelnde gebrauchte Waschlösung ist
üblicherweise mit dem auskristallisierten Salz gesättigt; sie wird zurückgeführt
und mit dem Abgas erneut in Kontakt gebracht.
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Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß aus der abgeführten
auskristallisierten Salzsuspension in einer Trennzone, insbesondere Zentrifuge,
ein Teil der wäßrigen Lösung abgetrennt und der aus der Verweilzone kommenden zurückzuführenden
Waschlösung zugemischt wird. In der Trennzone bzw. Zentrifuge wird der Salzschlamm
in eine feste Phase (Salz mit einem gewissen restlichen Wassergehalt) und eine gesättigte
Salzlösung getrennt. Die feste Phase, die im allgemeinen als stichfester Salzkuchen
vorliegt, kann einer Deponie zugeführt werden. Hierfür ist es zweckmäßig, daß die
feste Phase einen Wassergehalt von etwa 20 Gew.% oder darunter aufweist.
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In der aus der Verweilzone abgeführten Salzsuspension befinden sich
auch wasserunlöslich Feststoffe, z.B. Oxide oder Stäube, die nach der Trennzone
in der festen Phase enthalten sind. Dadurch werden auch diese Feststoffe in deponierbarer
Form gewonnen. Ein wichtiger Vorteil ist, daß keine wäßrige Salzlösung als Abwasser
anfällt und der Abfall, ras sind Salze uns tesbstoffe, als wasserarmer Suchen deponierfähig
vorliegt.
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Mit Hilfe der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens
erläutert.
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Heißes salzhaltiges Abgas mit einer Temperatur von mindestens etwa
3000C, z.B. aus einer nicht dargestellten Verbrennung, gelangt zunächst in den Eintrittskanal
1 eines Verdampfungskühlers 2. Im Kühler 2 wird das Abgas in direkten Kontakt mit
einer salzhaltigen Waschlösung aus der Leitung 3 gebracht. Um eine intensive Verdampfung
von Wasser aus der Waschlösung in das Abgas hinein zu erreichen, weist der Eintrittskanal
1 eine ringförmige Rinne 4 auf, in die ständig Waschlösung eingespeist wird. Die
Waschlösung fließt über den inneren Rand der Rinne 4 nach unten zu einer konischen
venturiartigen Verengung 5.
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Die Verengung 5 des Verdampfungskühlers 2 mündet in einen Verweilbehälter
6. Das gekühlte, mit Wasserdampf gesättigte Abgas strömt durch die Verengung 5 nach
unten und verläßt den Behälter 6 im gekühlten und mit Wasserdampf gesättigten Zustand
durch die Leitung 7. Im Verweilbehälter 6 erfolgt in der Flüssigkeit eine Schwerkrafttrennung,
wobei sich am unteren Ende des Behälters Feststoffe und Salzkristalle sammeln.
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Durch die Leitung 8 werden die Feststoffe und Salzkristalle in Form
einer Suspension oder eines Schlammes abgeleitet und einer Zentrifuge 9 aufgegeben.
Die Suspension in der Leitung 8 enthält mindestens 1 Gew.% festes Salz. In der Zentrifuge
9 erfolgt eine Trennung der Suspension in eine feste Phase, die auch als Salzkuchen
bezeichnet werden ar und in der Austrittsöffnung 10 anfällt. Dieser Salzkuchen ist
zum Abtransport zu einer Deponie geeignet.
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Die flüssige Phase in Form einer gesättigten Salzlösung verläßt die
Zentrifuge durch die Leitung 11.
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Das gekühlte, wasserdampfgesättigte Abgas in der Leitung 7 enthält
im Kühler 2 nicht abgeschiedene Feststoffe, Gase oder Dämpfe, die nicht in die Atmosphäre
gelangen dürfen.
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Zu diesem Zweck wird das Abgas durch einen Wäscher 12 geführt. Beim
Wäscher 12 kann es sich z.B. um einen an sich bekannten Venturiwäscher oder auch
einen Radialstromwäscher (z.B. gemäß DE-PS 22 24 519 und der dazu korrespondierenden
US-PS 3 834 127) handeln. Im Wäscher 12 wird das Abgas mit in der Leitung 13 mit
Hilfe der Pumpe 14 im Kreislauf geführten Waschwasser intensiv besprüht. Frischwasser
kommt aus der Leitung 15. Das Reingas verläßt den Wäscher 12 durch die Reingasleitung
16.
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Aus dem Sumpf 12a des Wäschers 12 wird ständig ein Teil der gebrauchten
Waschlösung in die Leitung 17 abgeführt. Die Waschlösung in der Leitung 17 enthält
abgeschiedene Salze und Feststoffe, doch ist deren Gehalt in der Waschlösung relativ
gering.
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Die Salzlösung, die in der Leitung 3 mit Hilfe der Pumpe 18 dem Verdampfungskühler
2 aufgegeben wird, ist etwa zu 30 bis 100 % mit dem Salz oder den Salzen gesättigt,
die in der Austrittsöffnung 10 als deponierfähiger Kuchen anfallen.
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Die Salzlösung in der Leitung 3 enthält als Hauptkomponente
diejenige
Flüssigkeit, die aus dem Behälter 6 durch die Leitung 19 abgeführt wird. Ferner
wird der Lösung in der Leitung 3 die gesättigte Salzlösung aus der Leitung 11 zugemischt,
zusammen mit dem Waschwasser aus der Leitung 17.
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Beispiel In einer der Zeichnung entsprech0nd#n Verfahrens führung
wird folgendermaßen gearbeitet: Aus einer Brennkammer strömen pro Stunde 4000 m
Rauchgas mit einer Temperatur von 1000 0C zum Verdampfungskühler 2.
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Das Rauchgas hat einen Salzgehalt (NaCI + Na2S04) von 3 16 g/m .
In den verschiedenen Leitungen der Reinigungsanlage fließen folgende Flüssigkeitsmengen:
Leitung Menge (kg/h) Angaben über Salzgehalt 3 18 213 26,7 Gew.% Salz (NaCl+Na2S04)
19 15 030 gesättigte Salzlösung 11 706 gesättigte Salzlösung 17 2 477 ungesättigte
Salzlösung 8 779 darin 280 kg/h Salze 15 1 713 salzfreies Frischwasser 13 41 067
ungesättigte Salzlösung Pro Stunde kommen aus der Zentrifuge 9 durch die Leitung
10 74 kg Salzbrei mit einem Feststoffgehalt von 82 Gew.%. Im Wäscher 12 werden aus
dem in der Leitung 7 herangeführten Gas 64 kg/h Salze ausgewaschen. Das Reingas
in der Leitung 16 weist einen restlichen Salzgehalt von weniger als 100 mg/m3 auf.
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L e e r s e i t e