DE2948101C2

DE2948101C2 -

Info

Publication number: DE2948101C2
Application number: DE19792948101
Authority: DE
Inventors: Emil Dipl.-Chem. Dr. 6000 Frankfurt De Ruhl; Gernot Ing.(Grad.) 6350 Bad Nauheim De Winkler; Dieter 6367 Karben De Homann; Klaus 6072 Dreieich De Stetzer
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1979-11-29
Filing date: 1979-11-29
Publication date: 1989-06-15
Also published as: DE2948101A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Salzen aus heißen Abgasen, wobei die Abgase in einer Kontaktzone mit einer salzhaltigen, wäßrigen Waschlösung in Kontakt gebracht, gekühlt und mit Wasserdampf gesättigt werden.

Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 23 14 145 bekannt. Beim bekannten Verfahren werden gasförmige Stoffe, z. B. SO₂, durch chemische Reaktion in der Waschlösung absorbiert.

In zunehmendem Maße werden flüssige Rückstände verbrannt, die anorganische 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, SO₂ oder P₂O₅ bilden, die in einer nachgeschalteten Rauchgaswäsche durch alkalische Waschlösungen neutralisiert werden. 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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Salze auf einfache und kostengünstige Weise aus der Waschlösung entfernt werden können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Waschlösung in der Kontaktzone aufkonzentriert und an mindestens einem Salz übersättigt wird, das auskristallisiert und in einen Verweilbehälter abläuft und aus diesem auskristallisiertes Salz als Salzsuspension abgeführt und in einer nachfolgenden Trennzone in festes Salz und gesättigte Salzlösung, die man zusammen mit gebrauchter Waschlösung aus dem Verweilbehälter wieder mit dem Abgas in Kontakt bringt, getrennt wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Waschlösung in der Kontaktzone durch direkten Kontakt mit dem heißen Abgas aufkonzentriert und an mindestens einem Salz übersättigt, das auch bereits in diesem Bereich auskristallisiert. Damit das zu behandelnde heiße Abgas genügend Wasserdampf aufnehmen kann, sollte es vor seinem Kontakt mit der Waschlösung eine Temperatur von mindestens etwa 300°C haben, doch kann die Abgastemperatur auch weit höher liegen. Die Waschlösung wird durch Verdampfen von Wasser so weit aufkonzentriert, daß die Salze, z. B. Halogenide, Sulfate oder Karbonate, zumindest teilweise auskristallisieren. Die im Verweilbehälter absitzenden Salze können dort als Salzsuspension bzw. Salzschlamm abgezogen werden. Die sich im oberen Bereich des Verweilbehälters sammelnde gebrauchte Waschlösung ist üblicherweise mit dem auskristallisierten Salz gesättigt; sie wird zurückgeführt und mit dem Abgas erneut in Kontakt gebracht.

Vorteilhafterweise wird aus der abgeführten auskristallisierten Salzsuspension in einer Trennzone, insbesondere Zentrifuge, ein Teil der wäßrigen Lösung abgetrennt und der aus dem Verweilbehälter kommenden zurückzuführenden Waschlösung zugemischt. 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.

In der aus der Verweilzone abgeführten Salzsuspension befinden sich auch wasserunlösliche 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 abfällt und der Abfall, das sind Salze und Feststoffe, als wasserarmer Kuchen deponierfähig vorliegt.

Mit Hilfe der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens erläutert.

Heißes salzhaltiges Abgas mit einer Temperatur von mindestens etwa 300°C, 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.

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.

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 kann und in der Austrittsöffnung 10 anfällt. Dieser Salzkuchen ist zum Abtransport zu einer Deponie geeignet. Die flüssige Phase in Form einer gesättigten Salzlösung verläßt die Zentrifuge durch die Leitung 11.

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. 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 38 34 127) handeln. Im Wäscher 12 wird das Abgas mit in der Leitung 13 mit Hilfe der Pumpe 14 im Kreislauf geführtem Waschwasser intensiv besprüht. Frischwasser kommt aus der Leitung 15. Das Reingas verläßt den Wäscher 12 durch die Reingasleitung 16.

Aus dem Sumpf 12 a 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.

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. 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.

Beispiel

In einer der Zeichnung entsprechenden Verfahrensführung wird folgendermaßen gearbeitet:

Aus einer Brennkammer strömen pro Stunde 4000 m³ Rauchgas mit einer Temperatur von 1000°C zum Verdampfungskühler 2. Das Rauchgas hat einen Salzgehalt (NaCl + Na₂SO₄) von 16 g/m³. In den verschiedenen Leitungen der Reinigungsanlage fließen folgende Flüssigkeitsmengen:

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.

Claims

1. Verfahren zum Entfernen von Salzen aus heißen Abgasen, wobei die Abgase in einer Kontaktzone mit einer salzhaltigen, wäßrigen Waschlösung in Kontakt gebracht, gekühlt und mit Wasserdampf gesättigt werden und wobei die Waschlösung in der Kontaktzone (2) aufkonzentriert und an mindestens einem Salz übersättigt wird, das auskristallisiert und in einen Verweilbehälter (6) abläuft und aus diesem auskristallisiertes Salz als Salzsuspension abgeführt und in einer nachfolgenden Trennzone (9) in festes Salz und gesättigte Salzlösung, die man zusammen mit gebrauchter Waschlösung aus dem Verweilbehälter wieder mit dem Abgas in Kontakt bringt, getrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gekühlte, wasserdampfhaltige Abgas in einer nachgeschalteten Waschzone (12) mit umlaufender, salzarmer Waschlösung gewaschen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der salzarmen Waschlösung aus der nachgeschalteten Waschzone (12) der aus dem Verweilbehälter kommenden, wiederzuverwendenden Waschlösung zugemischt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem heißen Abgas in Kontakt gebrachte Waschlösung zu mindestens 30% mit dem im Verweilbehälter auskristallisierenden Salz gesättigt ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das im Verweilbehälter auskristallisierte Salz ein wasserlösliches Halogenid ist.