DE3001258C2

DE3001258C2 - Verfahren zur Behandlung eines bei der Naßwäsche von Abgasen anfallenden flüssigen Ablaufs

Info

Publication number: DE3001258C2
Application number: DE3001258A
Authority: DE
Inventors: Susumu Yamaguchi Okino; Atsushi Hiroshima Tatani
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1979-01-18
Filing date: 1980-01-15
Publication date: 1983-08-25
Also published as: DE3001258A1; JPS5597225A; US4297332A

Description

40

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung eines bei der Naßwäsche von Abgasen anfallenden flüssigen Ablaufs, bei welchem ein aus einer -»3 Kohleverbrennungsanlage abgelassenes Abgas zur Entfernung von darin befindlicher Flugasche einem Staubsammler zugeführt und danach in einer Naßwaschanlage gereinigt wird.

In Abgasen aus Kohleverbrennungsanlagen, wie Kesseln von Kohlekraftwerken, sind Flugasche und SO2 enthalten. Folglich werden die betreffenden Abgase mit Hilfe von Staubsammlern und sonstigen Abgasbehandlungsvorrichtungen gereinigt. Es gibt bereits Verfahren zur Entfernung von Flugasche mit Hilfe von Staub-Sammlern, wie mechanischen Staubsammlern oder elektrostatisch arbeitenden Staubsammlern, und anschließender Entfernung von SO2 mit Hilfe einer naß arbeitenden Rauch- und Schwefelbeseitigungsanlage.

Im folgenden werden anhand der F i g. I bis 3 Beispiele für bekannte Verfahren zur Behandlung von Abgasen aus kohlebeheizten Kesseln erläutert:

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Fließbild eines bekannten Abgasbehandlungsverfahrens wird ein Abgas 2 aus einem kohlebeheizten Kessel 1 einem Staubsammler 3 zugeführt, in dem im Abgas enthaltene Flugasche 4 entfernt wird. Danach wird vom Hauptteil der Flugasche 4 befreites Abgas 5 zu einem Kühlturm 6 geleitet Darin wird es angefeuchtet und gekühlt Im Anschluß daran wird das Abgas zur Reinigung über eine Leitung 7 zu einem Absorptionsturm 8 geleitet Nach der Reinigung wird es als gesäubertes Abgas 9 in die Atmosphäre abgelassen. Im Kühlturm 6 erfolgen das Anfeuchten und Kühlen des Abgases 5 durch Einsprühen eines mittels einer Pumpe 10 umgewälzten flüssigen Reinigungsmittels 11. Zum Ersatz von verdampftem Wasser wird dem KüMturm 6 weiteres Waiter 12 zugeführt Um eine Ansammlung von in dem Abgas enthaltenen Verunreinigungen und eine dadurch bedingte Beeinträchtigung der Vorrichtung zu verhindern, wird ein Teil des flüssigen Reinigungsmittels 11 über eine Leitung 13 abgezogen, durch eine Behandlungsvorrichtung 14 für das abgezogene Wasser geleitet und über eine Ablaßleitung 15 ausgetragen. Calciumsulfithaltiger Schlamm, der im Absorptionsturm 8 durch Absorption von im Abgas enthaltenem SO2 entstanden ist, wird über eine Leitung 17 und eine zwischengeschaltete Pumpe 16 einem Oxidationsturm 18 zugeführt und darin durch Belüften in eine Gipsaufschlämmung überführt Darüber hinaus wird ein Teil der durch die Leitung 17 strömenden Aufschlämmung über eine Leitung 19 zum Versprühen in den Absorptionsturm 8 rückgeführt

Die aus dem Oxidationsturm 18 abgezogene Gipsaufschlämmung wird über eine Leitung 20 einem Feststoff/Flüssigkeits-Scheider 21 zugeführt und darin in ein Nebenprodukt 22, nämlich Gips, und ein Filtrat 23 aufgetrennt Der Hauptteil des Filtrats 23 wird nach dem Vermischen mit Kalkmilch 24 oder Ca(OHJz bzw. CaCO3 in den Absorptionsturm 8 rückgeführt. Andererseits wird zur Verhinderung einer Ansammlung von Verunreinigungen ein Teil des Filtrats 23 über eine Leitung 25 durch die Behandlungsvorrichtung 14 für den Wasserablauf geleitet und dann über eine Auslaßleitung 15 abgelassen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten bekannten Verfahren wird also, um eine Ansammlung vor Verunreinigungen im Abgasbehandlungssystem zu verhindern, Wasser aus dem System abgelassen bzw. ausgetragen.

Bei dem in Fig.2 dargestellten Fließbild eines anderen bekannten Verfahrens wird der bei dem in F i g. 1 schematisch dargestellten Verfahren verwendete Kühlturm 6 weggelassen. Das Abgas 5 aus dem Staubabscheider 3 wird zu einem Absorptionsturm 8 geleitet. Gerinigtes Abgas 9 wird in die Atmosphäre abgelassen. Anstelle der Kalkmilch 24 bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Verfahren wird dem Absorptionsturm 8 eine Calciumcarbonataufschlämmung 26 zugeführt.

Um bei dem in Fig.2 schematisch dargestellten Verfahren eine Ansammlung von im Abgas enthaltenen Verunreinigungen in dem im System wie folgt »Absorptionsturm 8 -► Oxidationsturm 18 — Feststoff/ Flüssigkeits-Scheider 21 -► Absorptionsturm 8« umlaufenden Wasser und eine Beeinträchtigung der Abgasbehandlungsvorrichtung zu vermeiden, muß eine große Menge Wasser aus dem System ausgetragen werden.

In Fig.3 ist ein Fließbild eines weiteren bekannten Abgasbehandlungsverfahrens dargestellt. Typisch für dieses bekannte Gasbehandlungsverfahren ist. daß der Staubsammler 3 weggelassen wird, ein aus einem kohlebeheizten Kessel 1 abgelassenes Abgas 2 einem naß arbeitenden Entstaubungs- u.id Entschwefelungsturm 27, in dem im Abgas 2 enthaltene Flugasche und enthaltenes SO2 gleichzeitig entfernt werden, zugeführt und das restliche Gas als sauberes Abgas 9 in die

Atmosphäre entlassen wird.

Der Calciumsulfit und Flugasche enthaltende und im Entstaubungs- und Entschwefelungsturm 27 durch Absorption von SO2 gebildete Schlamm wird über eine Leitung 17 einem Eindicker 28 zugeführt In diesem werden ein Oberlauf und ein Ablauf voneinander getrennt. Der Oberlauf wird über eine Leitung 29 einer Calciumcarbonataufschlämmung 26 oder Ca(OH)₂ oder CaCO3 zugemischt Die erhaltene Mischung wird in den Entstaubungs- und Entschwefelungsturm 27 rückgeführt Der aus einer Aufschlämmung relativ hoher Feststoffkonzentration bestehende und Flugasche und Calciumsulfit enthaltende Ablauf wird über eine Auslaßleitung 15 in einen nicht dargestellten großen Sammelbehälter überführt Durch Steuern des Eindikkers 28 wird die Konzentration der aus dem Ablauf bestehenden Aufschlämmung geändert und die Menge des abgelassenen Wassers gesteuert Schließlich wird die aus dem Ablauf bestehende und in dem Sammelbehälter befindliche fließfähige Masse durch natürliches Verdampfen von Wasser eingeengt Die in dem Sammelbehälter anfallende überstehende klare Flüssigkeit wird nach einer Nachbehandlung in Flüsse, Seen und dergleichen abgelassen.

Bei dem in F i g. 3 schematisch dargestellten Verfahren fällt als Ergebnis der Abgasbehandlung gemeinsam mit festen Materialien, wie Flugasche und Calciumsulfit eine extrem große Abwassermenge an. Das in Fig.3 dargestellte Verfahren läßt sich zwar an Orten durchführen, an denen zur Installation der Abgasbthandiungsvorrichtung ausreichend Platz zur Verfügung steht es läßt sich jedoch kaum an Orten durchführen, an denen zur Installation der betreffenden Anlage lediglich ein begrenzter Ptatz verfügbar ist.

Bei sämtlichen in den F i g. 1 bis 3 schematisch ^ dargestellten bekannten Verfahren wird aus dem System eine große Menge Wasser abgelassen. Folglich sind die bekannten Verfahren unwirtschaftlich, da zur Verhinderung einer Gesundheitsgefährdung weitere Maßnahmen getroffen werden müssen und eine große Menge Frischwasser benötigt wird.

Aus der DE-OS 23 39 143 ist ein Verfahren zur Reinigung von Industrieabwässern, die hydrophobe organische Stoffe, insbesondere öle und/oder Fette in Form von Emulsionen enthalten, bekannt, bei dem in das mechanisch gerührte Abwasser trockene Elektrofiiterasche eingetragen wird, die die Emulsion unverzüglich spaltet und das Öl und/oder Fett adsorbiert, worauf nach Sedimentation der öl- bzw. fetthaltigen Asche das ölfreie Wasser abgeleitet wird.

Es hat sich gezeigt, daß in bei der Kohleverbrennung entstehenden Abgasen neben Flugasche und SO2 auch noch HCI und HF enthalten sind. Diese Säuren bedingen in na3 arbeitenden Abgasbehandllungssystemen eine Ansammlung von Chloriden und Fluoriden. Insbesondere die Fluoride beeinträchtigen naß arbeitende Abgasbehandlungssysteme dahingehend, daß nur ein geringerer Entschwefelungsgrad erreicht wird, ein Steinansatz im Absorptionsturm begünstigt wiird und eine Korrosion der Werkstoffe der Vorrichtungen erfolgt. Um nun eine Ansammlung dieser Verbindungen zu verhindern und um sie aus dem System zu entfernen, benötigt man eine große Menge »Spülwasser«.

Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen 1 bis 4 gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, die in den Abgasen eirer Kohleverbrennungsanlage enthaltenen Bestandteile, wie Flugasche, SO2 und Halogenverbindungen in technis i'h einfach und wirtschaftlicher Weise zu entfernen, und zwar ohne daß aus dem Behandlungssystem Wasser abgelassen werden muß.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen, insbesondere der Fig.4 bis 6, näjier erläutert Im einzelnen zeigen

F i g. 1 bis 3 Fließbilder bekannter Verfahren zur Behandlung von aus kohlebefeuerten Kesseln stammenden Abgasen;

F i g. 4 ein Fließbild einer bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung zur Behandlung von aus kohlebeheizten Kesseln stammenden Abgasen;

Fig.5 ein Diagramm, aus dem die Ergebnisse von Versuchen zur Ermittlung der Beziehung zwischen verschiedenen Stellen, an denen gemäß der in Fig.4 schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung zur Behandlung von in kohlebefeuerten Kesseln anfallenden Abgasen die Flugasche in dem Staubsammler gesammelt wird, und der Reaktionsfähigkeit der gesamn«elten Flugasche hervorgehen; und

F i g. 6 ein Fließbild einer ,-äderen bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens jemäß der Erfindung zur Behandlung von in kohlebefeuerten Kesseln anfallenden Abgasen.

Bei der in Fig.4 schematisch dargestellten, bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung sind mit 1 ein kohlebeheizter Kessel, mit 2 ein aus dem kohlebeheizten Kessel 1 ausgetragenes Abgas, mit 3 ein Staubsammler, miit 4 und 4' in dem Staubsammler 3 gesammelte Flugasche, mit 5 ein vom Hauptteil der Flugasche 4 und 4' befreites Abgas, mit 6 ein Kühlturm, mit 7 ein im Kühlturm 6 angefeuchtetes und gekühltes sowie vom Haupiteil HCI und HF, einem Teil SO2 und dem Hauptteil der restlichen Flugasche befreites Abgas, mit 8 ein Absorptionsturm, mit 9 ein gesäubertes Abgas, mit 10 eine Umwälzpumpe für eine Reinigungsflüssigkeit 11, mit \2 ein Wassernachschub für das Innere des Kühlturms, mit 16 eine Umwälzpumpe für den Absorptionsturm 8, mit 18 ein Oxidationsturm, mit 21 ein Feststoff/Flüssigkeits-Scheider, mit 22 ein aus dem Feststoff/Flüssigkeits-Scheider 21 kommendes Gipsnebenprodukt, mit 23 ein von dem Feststoff/FIüssigkeits-Scheider 21 stammendes Filtrat, mit 24 eine dem Afosorptionsturm 8 zusammen mit dem Filtrat 23 zugeführte Kalkmilcin, mit 28 ein Eindicker, mit 31 ein Mischtank, mit 33 eine vom Mischtank 31 stammende Aufschlämmung, mit 35 ein Tank für eine saubere Flüssigkeit, mit 37 ein Flugaschemischer, mit 38 eine Pumpe zur Rückführung der in dem Tank 35 für die klare Flüssigkeit angefallenen klaren Flüssigkeit zum Kühlturm 6, mit 41 ein Aschegemisch aus dem Flugaschemischer 37 und mit 13,17,19,20,30,32,34,36, 39, 40 und 42 die einzelnen Bauteile verbindende Leitungen bezeichnet.

Bei der schematisch dargestellten Verfahrensweise wird das Abgas 2 aus dem kohlebeheizten Kessel 1 zu dem Staubsammler 3, z. B. einem Multizyklon, einem elektrostatischen Staubsammler und dergleichen, geleitet, um in dem Abgas 2 enthaltene Flugasche 4 und 4' zu entfernen. Das vom Hauptteil der Flugasche 4 und 4' befreite Abgas 5 gelangt zu dem Kühlturm β, in dem die Spülflüssigkeit 11 versprüht wird, um das Abgas anzufeuchten und zu kühlen und um ferner den Hauptteil des im Abgas enthaltenen HCI und HF, einen Teil des darin enti.iltenen SO2 und den größten Teil der Flugasche, die den Staubsammler 3 passiert hat, zu entfernen. Das aus dem Kühlturm 6 austretende Abgas 7

wird zum Absorptionsturm 8 geleitet. In diesen wird über die Leitung 19 eine CaCO₃ oder Ca(OH)₂ als Absorptionsmittel enthaltende Aufschlämmung versprüht. Nach Entfernung des Hauptteils des im Abgas enthaltenen SO2 wird das Abgas als gesäubertes bzw. gereinigtes Abgas 9 in die Atmosphäre entlassen. Im Kühlturm 6 wird die mittels der Pumpe 10 umgewälzte Spülflüssigkeit 11 versprüht. Zur Vermeidung einer auf die Abtrennung des HF aus dem Abgas zurückzuführenden Ansammlung von Fluoriden wird die Spülflüssigkeit 11 aus der Leitung 13 abgezogen und über die Leitung 30 dem Mischtank 31 zugeführt. Bei der Spülflüssigkeit handelt es sich um eine saure Flüssigkeit mit neben Fluoriden, Chloriden, Sulfiden, Flugasche und sonstigen komplexen Verbindungen, die aus zahlreichen aus der Flugasche herausgelösten Bestandteilen gebildet wurden. Um die Werkstoffe der Bauteile des Kühlturms 6 zu schützen und um eine wirksame Entfernung von HF und HCI aus dem Abgas aufrechtzuerhalten, ist es erforderlich, die angesammelte Menge an den genannten Verbindungen zu senken. Folglich wird im Mischtank 31 die im Staubsammler 3 gesammelte und dem Tank 31 über die Leitung 32 zugeführte Flugasche 4 mit der in den Tank über die Leitungen 13 und 30 gelangenden Spülflüssigkeit reagieren gelassen.

Die aus dem Mischtank 31 ausgetragene Aufschlämmung 33 wird dem Eindicker 28 zugeführt. Darin erfolgt eine derartige Trennung, daß über die Leitung 34 dem Flüssigkeitstank 35 eine geklärte Flüssigkeit zugeführt und über die Leitung 36 dem Flugaschemischer 37 ein Bodenschlamm zugeführt wird. Der Hauptteil der Fluoride gelangt in den Flugaschemischer 37 als mit der Flugasche zu mischender Bodensatz des Eindickers 28. Die geklärte Flüssigkeit wird mittels der Pumpe 38 über den Flüssifjkeitstank 35 und die Leitung 39 zum Kühlturm 6 zurückgepumpt. Auf diese Weise läßt sich die Konzentration an Fluoriden in der Spülfiüssigkeit im Kühlturm 6 auf einem niedrigen Wert halten. Ein Teil der im Staubsammler 3 aufgefangenen Flugasche 4 und 4' wird über die Leitung 40 dem Flugaschemischer 37 zugeführt, uim darin mit dem als Bodensatz aus dem Eindicker 28 ausgetragenen Schlamm gemischt zu werden. Da die Flugasche 4 und 4' in hohem Maße hygroskopisch ist, adsorbiert sie die im Schlamm enthaltene Feuchtigkeit, so daß es sich bei dem aus dem Flugascheniischer 37 ausgetragenen Aschegemisch 41 um ein Material handelt, das lediglich schwach feucht ist und ohne Schwierigkeiten mit Lastwagen und dergleichen transportiert werden kann. Auf diese Weise kann eine Beseitigung von wäßrigem Ablauf bzw. Abwasser aus einem Abgas-Naßwäscher erreicht werden.

Die Menge der vom Staubsammler 3 dem Flugaschemischer 37 zugeführten Flugasche 4 und 4' wird vorzugsweise nach dem Feuchtigkeitsgehalt des als Bodensatz aus dem Eindicker 28 zugespeisten Schlamms gesteuert, so daß in dem Aschegemisch 41 kein »Ausbiuten« erfolgt. Erfindungsgemäß hat es sich gezeigt daß es zu keinem »Ausbluten« kommt, wenn die Gewichtsmenge der zugemischten Flugasche mindestens dreimal so groß ist wie die Gewichtsmenge der in dem Schlamm enthaltenen Feuchtigkeit Unter dem Ausdruck »Ausbluten« ist zu verstehen, daß aus dem Aschegemisch 41 Wasser austritt

Danach wird ein Teil des durch Absorption von SO2 im Absorptionsturm 8 gebildeten und Calciumsulfit enthaltenden Schlamms über die Leitung 17 in den Oxidationsturm 18 geleitet und darin durch Belüften in eine Gipsaufschlämmung überführt

Die aus dem Oxidationsturm 18 ausgetragene Gipsaufschlämmung wird durch die Leitung 20 einem Feststoff/Flüssigkeits-Scheider 21 zugeführt und darin in ein Gipsnebenprodukt 22 und ein Filtrat 23 getrennt. Der Hauplteil des Filtrats wird nach dem Vermischen mit Kalkmilch 24 oder Ca(OH)₂ oder CaCO₃ in den Absorpiionsturm 8 rückgeführt. Andererseits wird ein Teil des Filtrats 23 über die Leitung 42 dem Mischtank 31 zugeführt. Dies dient dazu, eine Ansammlung von Verunreinigungen im Filtrat 23 zu vermeiden.

Nun wird der Zusatz der im Staubsammler 3 aufgefangenen Flugasche näher erläutert:

Als Staubsammler eignen sich bekannte mechanische und elektrostatisch arbeitende Staubsammler. Bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung: wird insbesondere durch Flugasche entnommen, die von relativ großer Teilchengröße ist. Eine solche Flugasche erhält man von der öbersirörrise-iic des Staubsammlers 3. Diese selektiv entnommene Flugasche wird, wie in Fig.4 dargestellt, dem Mischtank 31 zugeführt. Insbesondere dann, wenn auf der Oberstromseite des Abgasstroms ein mechanischer Staubsammler und auf der Unterstromseite des Abgasstroms ein elektrostatisch arbeitender Staubsammler vorgesehen ist, wird vorzugsweise die im mechanischen Staubsammler gesammelte Flugasche 4 dem Mischtank31 zugeführt.

Darüber hinaus werden vorzugsweise vom unteren Teil des kohlebeheizten Kessels 1 abgezogene Flugasche und Schlacke und aus auf der Oberstromseite des Staubsammlers befindlichen Einrichtungen, z. B. Lufterhitzern. Schaltuhren und dergleichen, entnommene Flugasche dem Mischtank 31 zugeführt.
Die im Mischtank 31 mit der aus dem Kühlturm 6 über die Leitungen 13 und 30 entnommenen Spülflüssigkeit 11 zu mischende Flugasche 4 besitzt eine um so größere Reaktionsfähigkeit, je mehr sie größere Teilchen enthält. In diesem Falle reagiert sie gut mit den in der Spülflüssigkeit 11 enthaltenen Fluoriden und Sulfiden.

■to In F i g. 5 sind die Ergebnisse von Versuchen zum Vergleich der Reaktionsfähigkeit von Flugascheproben auf der Oberstromseite und Unterstromseite des Abgasstroms dargestellt. Aus diesen Versuchen geht hervor, daß beim Vermischen von Flugasche und Spülflüssigkeit in letzterer enthaltene saure Verbindungen neutralisiert und insbesondere in der Spülflüssigkeit gelöste Fluoride durch die Flugasche adsorbiert werden. Auf diese Weise läßt sich sicherstellen, daß in der Spülflüssigkeit lösliche Fluoride lediglich in geringer Menge enthalten sind.

Es ist bekannt, daß insbesondere NaOH bzw. Ca(OH)? zur Neutralisation von saurem Abwasser verwendet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit Hilfe von NaOH Fluoride nur schwer in unlösliche Verbindungen überführt werden können. Dies ist offensichtlich darauf zurückzuführen, daß in letzterem Falle die Fluoride in eine große Löslichkeit aufweisendes NaF überführt werden. Gemäß »Kagaku Benran Kiso-Hen I (Handbook of Chemistry, Volume of Fundamentals I)«, Verlag Maruzen Book Co, ist die Löslichkeit von NaF in Wasser mit 43 g/100 g Wasser bei 25°C angegeben. Wenn andererseits Ca(OH)₂ (zur Neutralisation) verwendet wird, gehen die in der Spülflüssigkeit des Kühlturms 6 enthaltenen Fluoride in CaF₂ über. Gemäß »Kagaku Benran Kiso-Hen I« wird die Löslichkeit von CaF₂ mit lediglich 0,0017 g/100g Wasser bei 26°C angegeben. Das abgetrennte CaF₂ liegt in Form extrem feiner Teilchen vor, die sich im Eindicker nicht absetzen.

Auch beim Filtrieren der Spülflüssigkeit durch ein Filter erhält man keine klare Flüssigkeit.

Obwohl, wie beschrieben, die Entfernung von Fluoriden mit den verbreitet als Neutralisationsmittel verwendeten Verbindungen NaOH bzw. Ca(OH)₂ Schwierigkeiten bereitet, hat es sich bei Verwendung von Flugasche relativ großer Teilchengröße gezeigt, daß eine wirksame Fluoridbehandlung möglich wird. D?-über hinaus wird es in einer Rauchbeseitigungs- und Entfchwefelungsanlage möglich, insbesondere auch eine Fluoridbehandlung durchzuführen. Diese beruht auf einer geeigneten Kombination von Maßnahmen einschließlich der Ausnutzung von im Staubsammler aufgefangener Flugasche.

In F i g. 6 ist das Fließbild einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist im Vergleich zur Ausführungsform der Fig.4 der Kühlturm 6 weggelassen.

Bei der in F i g. 6 dargestellten modifizierten Ausführungsform werden die im Abgas 5 aus dem Staubsammler 3 enthaltenen Bestandteile Flugasche, HCI, HF und SOj im Absorptionsturm 8 gleichzeitig entfernt. Insbesondere der im Absorptionsturm 8 (aus dem Abgas) abgetrennte HF wird hierbei in sich kaum absetzendes CaF₂ überführt. Um es nun in lösliche Fluoride zu überführen, wird es komplexen Reaktionen mit den gleichzeitig aufgefangenen bzw. abgetrennten Verbindungen Flugasche, HCI und SO? unterworfen. Mit steigender Konzentration an Fluoriden sinkt die Entschwefelungsleistung des Absorptionsturms 8, d. h. di*- Reaktionsfähigkeit von CaCO₃ bzw. Ca(OH)₂ mit SO₂, stark ab. In einem solchen Falle sammeln sich, gelöst im Filtrat 23, im Feststoff/Flüssigkeitsscheider 21 auch Fluoride an. Die negative Wirkung der Fluoride läßt sich jedoch verhindern, wenn man das Fluoride enthaltende Filtrat 23 über die Leitung 42 zum Mischtank 31 abzieht.

Die au; dem Flüssigkeitstank 35 stammende geklärte Flüssigkeit wird über eine Pumpe 44 und eine Leitung 42 zum Absorptionsturm 8 gepumpt. Die Behandlung des Fluoride enthaltenden Filtrats 23, das über die Leitung 42 dem Mischtank 31 zugeführt worden war, entspricht der im Zusammenhang mit Fig.4 beschriebenen Fluoridbehandlung.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

Es wird entsprechend dem in F i g. 4 dargestellten Fließbild in einer Versuchsanlage ein Versuch zur Behandlung eines aus einer Kohleverbrennungsanlage stammenden Abgasstroms von 2000NmVh durchgeführt Die Strömungsgeschwindigkeit und die Zusammensetzung des aus der Kohleverbrennungsanlage der Versuchsanlage zugeführten Abgases ergeben sich aus der Folgenden Tabelle I.

Tabelle I

Am Einlaß des Staubsammlers

Am Auslaß des Staubsammlers

Strömungsgeschwindigkeit des Abgases SO₂

2000Nm³Zh 2000Nm³Zh 790 ppm 790 ppm

Am EinliiU lies Staubsammlers

Am AusliiU
des Staubsammlers

HCI HF

Flugasche

22 ppm 15 ppm 12g/Nm³

22 ppm

15 ppm

230 g/Nm³

Die Zusammensetzung des Abgases am Auslaß des Kühlturms 6 ergibt sich aus der folgenden Tabelle 11.

Tabelle!!

SO₂ HCl HF Flugasche

760 ppm 2 ppm 1 ppm 35 mg/Nm³

Die Konzentrationen an Fluoriden. Chloriden i.inH Flugaschefe.'tstoffen in der Spülflüssigkeit 11 des Kühlturms 6 ergeben sich aus Tabelle III.

Tabelle III

F	1,2 g/l
Cl	13 g/l
Feststoffe	14 g/l

Es sei darauf hingewiesen, daß in den Feststoffen

nahezu keine Fluoride und Chloride enthalten sind, diese liegen in Form löslicher Verbindungen vor. Dem Mischtank 31 werden über die Leitung 42 von Gips befreites Filtrat in einer Menge von 1 l/h und aus dem Kühlturm 6 stammende Spülflüssigkeit in einer Menge von 20 l/h zugeführt. Gleichzeitig wird in den Mischtank 31 auf der Oberstromseite des Staubsammlers 3 aufgefangene Flugasche 4 in einer Menge von 4 kg/h eingetragen.

Der Staubsammler 3 ist dreistufig aufgebaut, er

besteht aus einem Multizyklon, einem ersten elektrostatisch arbeitenden Staubsammler und einem zweiten elektrostatisch arbeitenden Staubsammler, die in Reine geschaltet sind und in der angegebenen Reihenfolge von der Oberstromseite her angeordnet sind. Die dem Mischtank 31 zugeführte Flugasche 4 stellt einen Teil der in dem Multizyklon aufgefangenen Flugasche dar.

Die aus dem Überlauf des Eindickers 28 bestehende geklärte Flüssigkeit wird dem Flüssigkeitstank 35 mit einer Geschwindigkeit von 15 l/h zugeführt. Der aus dem Bodensatz des Eindickers 28 bestehende Schlamm wird dem Flugaschemischer 37 in einer Menge von 10 kg/h zugeführt. Der klare Überlauf aus dem Eindicker 28 enthält pro 10,021 g Fluoride. Im Vergleich zur Konzentration der Spülflüssigkeit 11 an löslichen Fluoriden von 1,2 g/l ist die Fluoridkonzentration in dem klaren Überlauf aus dem Eindicker 28 erheblich verringert Wenn man neben der Flugasche 4 aus dem Multizyklon noch als Bodensatz des kohlebeheizten Kessels 1 ausgetragene Flugasche im Mischer 31 verwendet, erreicht man einen entsprechenden Fluoridentfernungsgrad. Wenn man dagegen im Mischer 31 in den ersten und zweiten elektrostatisch arbeitenden Staubsammlern auf der Abgasunterstromseite (der Staubsammleranlage) aufgefangene Flugasche 4' ver wendet, beträgt die Fluoridkonzentration in der klaren Flüssigkeit 0,22 g/L In diesem Falle ist der Fluoridentfernungsgrad weniger gut Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Fig.5

schematisch dargestellt. Diese zeigt die Änderung der Neutralisationsreaktionen der Spülflüssigkeit Il als Funktion der Stellen, an denen die Flugasche aufgefangen wird.

Aus den Versuchsergebnissen geht hervor, daß bei Verwendung von als Bodensatz aus dem kohlebeheizten Kessel 1 ausgetragener Flugasche, von aus Einrichtungen auf der Obfirstromseite des Staubsammlers 3, z. B. Lufterwärmern. Schaltuhren und dergleichen, entnommener Flugasche oder von in einem Multizyklon gesammelter Flugasche großer Teilchengröße die Fluoride nahezu vollständig in fester Form adsorbiert werden. Ferner ist im Eindicker 28 die Sedimentationsgeschwindigkeit so groß, daß die Trennleistung gut ist. Somit läßt sich also der Eindicker 28 klein dimensionieren. Weiterhin läßt sich auf diese Weise die vom Schlamm adsorbierte bzw. zurückgehaltene Feuchtigkeit verringern.

Im Flugaschemischer 37 erhält man das Flugaschegemisch 41 durch Zusatz der aus dem Staubsammler 3 stammenden Flugasche zu dem aus dem Bodensatz des Eindickers 28 bestehenden Schlamm unter Variieren des Mischungsverhältnisses. Als Ergebnis hat es sich gezeigt, daß bei Zusatz der, bezogen auf den Wassergehalt des Schlamms, mindestens 3fachen Gewichtsmenge Flugasche zu dem Schlamm in dem Aschegemisch 41 kein »Ausbluten« erfolgt. Darüber hinaus hat es sich auch noch gezeigt, daß bei der Durchführung des in F i g. 4 schematisch dargestellten Verfahrens eine Verminderung der Konzentration an Fluoriden im Kühlturm 6 möglich ist und keine Werkstoffkorrosion eintritt.

Wenn, was allerdings in Fig.4 nicht dargestellt ist. Flugasche dem als Bodensatz aus dem Eindicker 28 entnommenen Schlamm in etwa derselben Gewichtsmenge zugesetzt und dem Gemisch die, bezogen auf den Schlamm, etwa 0,1 fache Gewichtsmenge Calciumhydroxid einverleibt wird (indem von dem irr. Absorptionsturm 8 zugeführten SO2-Absorptionsmittel Gebrauch gemacht wird) und wenn ferner das Gemisch nach dem Vermischen eine Woche lang in pastösem Zustand liegengelassen wird, erhält man ein steifes festes Material einer Druckfestigkeit von 17 kg/cm².

Beispiel 2

Es wird entsprechend dem in F i g. 6 dargestellten Fließbild in einer Versuchsanlage ein Versuch zur Behandlung eines aus einer Kohleverbrennungsanlage stammenden Abgasstroms von 2000 NmVh durchgeführt. Die Strömungsgeschwindigkeit und Zusammensetzung des Abgases am Ein- und Auslaß des Staubsammlers entsprechen im wesentlichen der Strömungsgeschwindigkeit und Zusammensetzung entsprechend Tabelle I. Die Zusammensetzung des aus dem Absorptionsturm 8 abgelassenen Gases 9 ergibt sich aus der folgenden Tabelle IV.

Tabelle IV

SO₂
HCl
HF
Flugasche

82 ppm

1 ppm oder darunter
1 ppm oder darunter

40 mg/Nm³

Tabelle V

F
Cl

1,0 g/l
13 g/l

Das vom Gips bef^reite Filtrat wird mit einer Geschwindigkeit von 20 l/h durch die Leitung 42 in den Mischtank 31 geleitet. Gleichzeitig wird dem Mischtank auf der Abgasoberstromseite des Staubsammlers 3 aufgefangene Flugasche 4 in einer Menge von 4 kg/h zugeführt. Aus dem Eindicker 28 wird dem Flüssigkeitstank 35 geklärte Flüssigkeit in einer Menge von 15 l/h zugeführt. Die Konzentration der geklärten Flüssigkeit an Fluoriden beträgt 0,015 g/l. Auf diese Weise lassen sich eine Ansammlung von Fluoriden im Absorptionsturm 8 verhindern, eine Erniedrigung der Reaktionsge schwindigkeit zwischen CaCCh bzw. Ca(OH)? und SO; vermeiden und eine Korrosion der Bauteilwerkstoffe ausschließen.

Zum Vermischen der Flugasche mit dem Schlamm im Flugaschemischer 37 bedient man sich derselben Maßnahmen wie im Beispiel 1. Die Eigenschaften der beim Vermischen erhaltenen Flugasche 41 entsprechen den Eigenschaften der im Beispiel 1 erhaltenen Flugasche.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung in seinen verschiedenen Verfahrensvarianten erzielt man folgende Vorteile:

Die Konzentration des vom Gips befreiten und durch die Leitung 42 strömenden Filtrats an Fluoriden und Chloriden ergibt sich aus der folgenden Tabelle V.

(1) Da der Feuchtigkeitsgehalt des Schlamms, der aus einem bei der Behandlung von Abgas angefallenen flüssigen Ablauf erhalten wurde, mit Hilfe einer stark hygroskopischen Flugasche adsorbiert wird und dabei ein nur schwach feuchtes Flugaschegemisch anfällt, braucht man bei der Abgasbehandlung kein Abwasser mehr zu beseitigen. Folglich werden die bei bekannten Verfahren zur Vermeidung einer gesundheitlichen Beeinträchtigung erforderlichen Maßnahmen bzw. erforderliche Nachbehandlung überflüssig.

(2) Da das erhaltene Aschegemisch nur eiru. .i geringen Feuchtigkeitsgrad aufweist, läßt es sich ohne Schwierigkeiten handhaben, z. B. mit Lastwagen

transportieren. Wenn Flugasche dem Schlamm in etwa derselben Gewichtsmenge zugesetzt und das Gemisch mit etwa ¹Ao Calciumhydroxid, bezogen auf die Schlammgewichtsmenge, versetzt und das Ganze dann etwa eine Woche lang liegengelassen

so wird, geht es in ein steifes festes Material einer Druckfestigkeit von etwa 17 kg/cm² über. Auf diese Weise wird die Handhabung des festen Abfalls noch weiter vereinfacht

(3) Als Flugasche zur Adsorption der im Schlamm enthaltenen Feuchtigkeit gelangt eine bei der Abgasbehandlung anfallende Flugasche zum Einsatz, weswegen man kein spezielles Adsorptionsmittel herstellen oder bereitstellen muß. Folglich gestaltet sich das Verfahren gemäß der Erfindung sehr wirtschaftlich.

(4) Wenn man von der Tatsache Gebrauch macht, daß eine in dem Staubsammler aufgefangene Flugasche größerer Teilchengröße mit Fluoriden noch besser reagiert, lassen sich die Fluoride noch wirksamer abtrennen. Die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung läßt sich noch verbessern, wenn man die bei der Abgasbehandlung angefallenen schädlichen Verbindungen wirksam behandelt Auf diese Weise läßt

30 0t π

sich au Jh die Haltbarkeit der Vorrichtung verbessern.

(5) Da bei der Behandlung von flüssigem Ablauf erhaltenes geklärtes Wasser, so wie es ist, durch die Vorrichtung zirkulieren gelassen bzw. umgewälzt wird, läßt sich eine große Wassermenge einsparen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung eines bei der Naßwäsche von Abgasen anfallenden flüssigen Ablaufs, bei welchem ein aus einer Kohleverbrennungsanlage abgelassenes Abgas zur Entfernung von darin befindlicher Flugasche einem Staubsammler zugeführt und danach in einer Naßwaschanlage gereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, to daß ein Teil der in dem Staubsammler gesammelten Flugasche einem aus der Naßwaschanlage ausgetragenen flüssigen Ablauf oder Schlamm zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem aus der Naßwaschanlage ausgetragenen Schlamm zugesetzte Gewichtsmenge Flugasche das mindestens 3fache der in dem ausgetragenen Schlamm enthaltenen Wasserm&age beträgt

3. Verfahrer, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Staubsammler gesammelte Flugasche dem aus der Naßwaschanlage ausgetragenen Schlamm in derselben Gewichtsmenge zugesetzt und anschließend dem Gemisch (aus Flugasche und Schlamm) Calciumhydroxid in der 0,1 fachen Gewichtsmenge des Schlamms zugeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der in dem Staubsammler gesammelten Flugasche einem aus der Naßwaschanlage stammenden flüssigen Ablauf zugesetzt, danach das Gemisch zur Trennung in Reinwasser und Schlamm dnen? Feststoff/Flüssigkeitsscheider zugeführt, das Reinwasser in die Naßwaschanlage rückgeführt und der abgetrennte Schlamm mit einem weiteren Teil Flugasche versetzt wird.