DE3136155C2 - Verfahren zur Zuführung von Absorbenzien beim Naß-Kalk-Verfahren zur Abgasdesulfurierung - Google Patents
Verfahren zur Zuführung von Absorbenzien beim Naß-Kalk-Verfahren zur AbgasdesulfurierungInfo
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Abstract
Es handelt sich um ein Verfahren zur Zuführung von Absorbenzien beim Naß-Kalk-Verfahren zur Abgasdesulfurierung, bei dem Kalkstein und gelöschter (oder gebrannter ungelöschter) Kalk als Absorbenzien benutzt werden, bei dem man eine Absorptionslauge von einem SO ↓2-absorbierenden Abschnitt mit einem Gas-Flüssigkeit-Kontaktierungsmechanismus zu einem ersten Gefäß, einem zweiten Gefäß und zurück zu dem absorbierenden Abschnitt fließen läßt, während man Kalkstein dem ersten Gefäß und gelöschten (oder gebrannten ungelöschten) Kalk dem zweiten Gefäß zuführt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuführung von Absorbenzien beim Naß-Kalk-Verfahren zur Abgasdesulfurierung
unter Einsatz von Kalkstein und gelöschtem oder gebranntem Kalk als Absorbenzien,
wobei man die Absorptionslauge von einer Gas-FIüssigkeit-Kontaktierungseinrichtung
zu einem Gefäß und zurück leitet, wobei man dem Gefäß die Absorbenzien zuführt.
Ein Verfahre r dieser Art ist durch die DE-OS 22 49 874 bekannt.
Zur Entfernung von SO2 aus Verbindungsabgasen
sind Naß-Kalk-Verfahren bereits in großem Umfang angewendet
worden. Im allgemeinen nnden dabei Umsetzungen in Absorptionsrohren wie folgt statt:
SO, + H2O
H+ + HSOj-
CaSO3 · i H2O + H+ + HSO3-
> Ca2+ + 2 HSO3- + j H2O
CaCO3 + Ca2+ + 2HSO3- + H2O
* 2 CaSO3 · j H2O + H2CO3
Ca(OH)2 + Ca2+ + 2HSO3"
2 CaSO3
^H2O
+ H2O
(1)
(2)
(3)
(4)
Die Formeln (1) und (2) geben die Reaktionen wieder,
die in jedem Rohr stattfinden, in dem Gas-Flüssigkeit-Kontakt gegeben ist, und die Formeln (3) und (4) geben
die Reaktionen in Gefäßen wieder, die mit den Rohren verbunden sind und mit absorbierenden Materialien
beschickt werden. Die Formel (3) entspricht der Reaktion, die bei Verwendung von Kalkstein als absorbierendes
Material stattfindet, und die Formel (4) entspricht der Reaktion bei Verwendung von gelöschtem oder
gebranntem ungelöschtem Kalk.
Im Innern des Rohres bewirkt der Gas-Flüssigkeit-Kontakt, daß sich SO2 in dem H2O der Absorptionslauge
löst und unter Bildung von HSO3 dissoziiert, von welchem
ein Teil in dem Abgas enthaltenen O2 zu SO2T
oxidiert wird. Dieses SOj," reagiert weiter mit
CaSO3-H2O unter Bildung von CaSO4 -2 H2O (diese
Reaktionsformel ist weggelassen worden).
CA2+ und HSOJ in der Absorptionslauge, deren pH-Wert
bei Absorption von SO2 gesenkt worden ist, reagieren mit dem absorbierenden Material in dem Gefäß
des Absorptionsrohrs unter Bildung von neutralen
CaSO3 · - H2O-KristalIen.
Während die Reaktionen (1), (2) fortschreiten, hat die Absorptionslauge in dem Rohr einen SO2-Partialdruck,
der ausgedruckt wird durch
Pso, = [H+]/HSOJ]/ HK
worin PSOl der Partialdruck von SO2 ist, [H+] und [HSOJ]
Ionenkonzentrationen sind und HK eine Konstante ist. [HSOJ] in der Gleichung (5) variiert mit dem Flüssigkeit-Gas-Verhä!tnis
(UG) oder dem Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit von Absorptionslauge, L (kg/h),
zu der Strömungsgeschwindigkeit von zu behandelndem Abgas, G (kg/h), der SO2-Konzentration in dem
Einlaß des Absorptionsrohrs, K(ppm), und dem Desulfurierungsgrad,
»/, wobei die nachfolgend angegebenen Beziehungen vorliegen:
[HSO3-] = k
YX ,1
L/G
L/G
(6)
worin k eine Konstante ist.
Wie der Gleichung (6) zu entnehmen ist, zeigt die Absorptionslauge, deren pH-Wert wegen der SO2-Absorption gesenkt worden ist, einen erhöhten Wert für [HSOJ], wobei diese Zunahme der SO2-Konzentration in dem Abgas direkt proportional und dem UG-WtT-hältnis umgekehrt proportional ist. Wenn daher die SO2-Konzentration in dem Abgas s ;b auf einem hohen Wert von etwa 1000 ppm oder mehr befindet, erhöht sich der SO2-PartiaIdruck in dei Absorptionslauge, welche im Kontakt mit dem Abgas im Innern des Rohrs fließt, und verringert sich der Desulfurierungsgrad auf einen erheblich niedrigeren Wert.
Wie der Gleichung (6) zu entnehmen ist, zeigt die Absorptionslauge, deren pH-Wert wegen der SO2-Absorption gesenkt worden ist, einen erhöhten Wert für [HSOJ], wobei diese Zunahme der SO2-Konzentration in dem Abgas direkt proportional und dem UG-WtT-hältnis umgekehrt proportional ist. Wenn daher die SO2-Konzentration in dem Abgas s ;b auf einem hohen Wert von etwa 1000 ppm oder mehr befindet, erhöht sich der SO2-PartiaIdruck in dei Absorptionslauge, welche im Kontakt mit dem Abgas im Innern des Rohrs fließt, und verringert sich der Desulfurierungsgrad auf einen erheblich niedrigeren Wert.
Dieses ist bisher im Hinblick auf die Formeln (5) und (6) dadurch vermieden worden, daß der pH-Wert der
Absorptionslauge zu der alkalischen Seite verschoben wurde, um die H ¥ -Ionenkonzentration zu verringern,
oder das L/G-Verhältnis erhöht und der SO2-Partialdruck
in der Lauge gesenkt wurde.
Wie oben angegeben ist, muß je höher die SO2-Konzentration
in dem Abgas ist, desto stärker die Alkalinität der Absorptionslauge durch Steigung des pH-Werts
der Lauge gemacht werden, oder das L/C-Verhältnis
größer gemacht werden, so daß ein hohes Desulfurierungsverhältnis erhalten werden kann.
Diese herkömmliche Gegenmaßnahmen haben Nachteile, die nachfolgend erklärt werden sollen.
Damit die Absorptionslauge einen erhöhten pH-Wert aufweist, um eine starke Alkalinität aufrechtzuerhalten,
ist es erforderlich, daß die Lauge viel (Ca(OH)2 und CaCO3 enthält, welche beide alkalisch sind. Daher müssen
die absorbierenden Materialien in einem größeren gemeinsamen Anteil zugeführt werden, als er dem
durch Absorption abgefangenen SO2 entspricht. Dieses ist unwirtschaftlich, weil es Verluste an absorbierenden
Materialien zur Folge hat.
Der Einsatz von Kalkstein als absorbierendes Material
ist in der Praxis ziemlich ungeeignet bzw. unerwünscht, weil das sogenannte schwere Calciumcarbonate
das durch Pulverisieren des in der Natur vorkommenden Kalksteins erhalten wird, eine so schwache Reaktionsfahigkeit
hat, daß ein großer Überschuß davon für eine zu absorbierende SO^-Menge eingespeist werden
muß, um die Absorptionslauge auf dem alkalischen Gebiet zu halten. Auch wenn z. B. Kalkstein oder
schweres Calciumcarbonat in einem großen Überschuß in der Absorptionslauge vorhanden ist, bleibt der pH-Wert
der Lauge höchstens in der Nähe von 6,0. Aus praktischen Gründen wird daher die Lauge im Innern
des Absorptionsrohrgefaßes bei einem pH-Wert von etwa 5,5 gehalten, um einen erheblichen Verlust an ab- is
sortierendem Material zu verhüten. Verständlicherweise kann der SOj-Partiafdruck in der Absorptionslauge in diesem Fall nicht gesenkt werden, und als Folge
davon ist der Desulfurierungsgrad nicht hoch.
Wenn andererseits weit stärker reaktiver alkalischer gebrannter ungelöschter Kalk oder gelöschter Kalk verwendet
rvird, ist es leicht, den pH-Wert der Absorptionslauge auf der alkalischen Seite zu halten. Dissen ungeachtet
absorbiert jedoch irgendwelches in der Absorptionslauge vorhandenes überschüssiges
Ca(OH)2 das Kohlensäuregas, das etwa 10% des Abgases
ausmacht, im Innern des Rohre gemäß der Reaktion (7), was wiederum zu einem Verlust an absorbierendem
Material führt.
30
Ca(OH)2 + CO2 * CaCO3 + H2O (7)
Obwohl die Zufuhr eines großen Ca(OH)rÜberschusses
z. B. den pH-Wert der Absorptionslauge auf 10 oder mehr ansteigen läßt, wird dadurch die CO2-Ab-Sorptionsreaktion
(7) gefördert, was mit einem unwirtschaftlichen Verbrauch eines großen Teils des absorbierenden
Materials verbunden ist. In der Praxis wird aus diesem Grunde die Lauge in dem Gefäß des Absorptionsrohrs
bei einem pH-Wert von etwa 6,0 gehalten, um einen grc Jen Verlust von absorbierendem Material
zu vermeiden. In diesem Fall kann natürlich der SO2-Partialdruck
in der Lauge nicht verringert wenden, somit erhöht sich der Desulfurierungsgrad nicht. Besonders
wenn die SO2-Konzentration in dem zu behandelnden
Abgas hoch ist, in der Größenordnung von etwa 1000 ppm, ist der SO2-Partialdruck in der Lauge zu
hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß so
die vorstehenden Nachteile ausgeschaltet sind und ein hoher Desulfurierungswirkungsgrad erreicht wird, während
gleichzeitig ein Verlust von absorbierender. Materialien vermieden wird. Dabei soll sich das Verfahren
besonders vorteilhaft anwenden lassen, wenn Abgas mit hohen SO2-Konzentrationen zu behandeln sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Die weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes &o
geht aus dem Unteranspruch hervor.
Ein Ausfuhrungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung
wird nachstehend anhand einer Zeichnung erläutert, die ein Fließschema einer zur Durchführung
des Verfahrens geeigneten Vorrichtung zeigt.
SO2-haltiges Abgas 101 tritt in ein Absorptionsrohr
102 ein, in dem es durch den Kontakt mit gleichlaufender, durch die Düsen if 1 eingesprühter Absorptionslauge von SO2 befreit wird und das Rohr 102 als gereinigtes
Gas 103 verläßt Die Lauge, die SO2 absorbiert hat,
fallt durch die Leitung 105 in ein erstes Gefäß 106, wo
sie mit einer Kalksteinaufschlämmung als Absorbens, welche von der Leitung 113 zugeführt wird, unter Rühren
durch einen Rührer 107 vermischt wird.
Die Absorptionslauge wird dann von dem ersten Gefäß 106 durch eine Überlaufleitung 108 zu einem
zweiten Gefäß 109 transportiert und wiederum unter Rühren mit einem Rührer 110 mit gelöschtem (oder gebrannten
ungelöschtem Kalk) aus der Leitung 111 beschickt. Weil durch Löschen von gebranntem ungelöschtem
Kalk gelöschter Kalk erhalten wird, ist im allgemeinen das durch die Leitung 111 zugefiihrte Material
eine Aufschlämmung aus gelöschtem Kalk. (Der Ausdruck »gelöschter (oder gebrannter, ungelöschter)
Kalk« wird der Einfachheit halber nachfolgend durch »gelöschten Kalk« ersetzt.)
Von dem zweiten Gefäß 109 wird die Absorptionslauge durch eine Umlaufpumpe 112 zu den Düsen 104
des Absorptionsrohrs zurückgeführt
Die Lauge, deren pH-Wert nach SC2-Absorption zur
sauren Seite verschoben worden ist, nimmt die Form einer Suspension an, die 5 bis 25 Gew.-% feste Teilchen
enthält, hauptsächlich CaSO3 -H2O- und
CaSO3 ■ 2 H2O-KristaIle. Ein Teil der Suspension wird
durch die Leitung 114 herausgenommen und der nächsten Verfahrensstufe derart zugegeben, daß die Kristalle
in einer gemeinsamen molaren Meng-i, die gleich der
absorbierten SO2-Menge ist, aus dem System abgezogen
werden können.
Die nächste Verfahrensstufe ist z. B. eine Oxidationsstufe, in der CaSO3-H2O zu CaSO4-2 H2O oxidiert
und Gips als Nebenprodukt entfernt wird. Zu anderen Möglichkeiten gehört eine Verfahrensstufe, in der die
Suspension in Flüssigkeit und feste Stoffe getrennt wird und letztere als Schlamm abgezogen werden. Es sollen
nun die mit dem Verfahren der Erfindung durch Zuführung von Kalkstein und gelöschtem Kalk zu dem ersten
und zweiten Gefäß 106,109 zu erzielenden Wirkungen und Effekte erläutert werden.
Das Verfahren der Erfindung, das unter die Kategorie der Naß-Kalk-Verfahren fallt, benutzt die oben angegebenen
chemischen Reaktionen (1) bis (t) und (7).
In stöchiometrischer Hinsicht jedoch finden die Reaktionen in der folgenden Weise statt:
Bei Zusammenfassung von (1) und (2) wird die SO2-Absorptionsreaktion
durch
SO2 + CaSO3
j H2O + 5 H2O
Ca2+ + 2HSO3- + H2O
(8)
ausgedrückt.
Der Reaktionsgrad von Kalkstein auf Basis der aufgefangenen oder absorbierten (molaren) SO2-Menge
soll α sein. Dann geht die Umsetzung wie folgt vorsieh:
aCaCOj + aCa2+ + 2aHSOf + 0H2O
> 2aCaSO3 -^H2O + aH7CO3
> 2aCaSO3 -^H2O + aH7CO3
(9)
Diese Reaktion (9) findet in dem ersten Gefäß 106 unter Bildung von Kohlensäure, H2CO3, statt.
In dem zweiten Gefäß 109 reagiert die Säure, H2CO3,
mit gelöschtem Kalk. Unter der Voraussetzung, daß der
zugeführte gelöschte Kalk, auf der stöchiometrischen
Basis der absorbierten (molaren) SOrMenge, b ist, findet hier folgende Umsetzung statt:
6Ca(OH)3 + aHjCOj
> eCaCOj + (ft - O)Ca(OH)2 + 2aH2O
Wenn in der vorstehenden Formel (10) Ca(OH)2 in
einer Menge zugeführt wird, die für H2CO3 weder zu
groß noch zu gering ist, dann kann die stöchiomelrische Beziehung a = b eingehalten werden, und die Formel
(10) kann wie folgt umgeschrieben werden:
6Ca(OH)2+ 6H2CO,
6CaCO3 + 26H2O
(11)
Das auf diese Weise gebildete CaCO3 ist eine hoch reaktive Verbindung, die als leichtes Calciumcarbonat bekannt ist, im Unterschied zum Kalkstein, der in der
Natur vorkommt und schweres Calciumcarbonat genannt wird. Dieses reaktive leichte Calciumcarbonat
reagiert dann mit Ca2^ und HSOJ, welche nach SO2-Absorption in dem Absorptionsrohr 102 gebildet worden
sind, und ergibt neutrale CaSOj-H2O-Kristalle unter
Freigabe von CO2 in den Abgasstrom gemäß folgender
Gleichung:
6CaCO3 + 6Ca2+ + 26HSO3-
> 26CaSO3-j H1O + 6CO2
(12)
Wenn Kalkstein und gelöschter Kalk aus den Leitungen 113, ili in genauen Anteilen für den absorbierten
SOj-Anteil (wie in (8) angegeben ist) zugeführt werden,
dann gilt
(13)
Wenn gelöschter Kalk außerdem in stöchiometrischer
Hinsicht in einem Anteil, der weder zu hoch noch zu niedrig für die in (9) gebildete Kohlensäure, H2CO3, ist,
dann werden α =b, und Formel (13) wird wie folgt umgeschrieben:
a + b = a+a = 1. Daraus ergibt sich die folgende Beziehung:
a = b =0,5
(14)
Darunter ist zu verstehen, daß das beste Ergebnis
erhalten wird, wenn Kalkstein und gelöschter Kalk getrennt dem ersten und zweiten Gefäß 106,109 in Anteilen zugeführt werden, die jeweils 50% der absorbierten SOr-Menge entsprechen, weil die Reaktionen (8) bis
(12) in stöchiometrischer Weise ohne Überschuß oder Mängel an den Reaktanten ablaufen. In der Praxis werden die vorteilhaften Effekte der Erfindung dadurch
erreicht, daß Kalkstein und; gelöschter Kalk getrennt den beiden Gefäßen in Anteilen zugeführt werden, die
die absorbierte SO2-Menge nicht übersteigen.
Die Vorteile des Zuführungsverfahrens gemäß der Erilnduug gegenüber den !iäerkönnniidieü Verfahren
sind die folgenden erreichbaren überlegenen Effekte:
(A) Wie in der Formel (11) angegeben ist, wird
gelöschter Kalk in einer eingestellten Menge für die Neutralisation der durch (9) gebildeten Kohlensäure,
H2CO3, zugeführt. Dadurch wird ein übermäßiger Verbrauch von Absorbens, wie es bisher für die Absorption
von Kohlensäuregas der Fall war, vermieden.
(B) Das durch die Reaktion (11) gebildete CaCO3 ist
leichtes Calciumcarbonat und so reaktiv, daß es sofort nach SOj-Absorption aus dem Abgas gebildetes HSOJ
durch Gas-Flüssigkeit-Kontakt im Innern des Absorp
tionsrohrs zu neutralen CaSO3 -HjO-Kristallen neu
tralisiert. Im Gegensatz dazu ist natürlicher Kalkstein schweres Calciumcarbonat, das nicht eine sofortige
Neutralisationsreaktion in dem Rohr eingeht; es ist
höchstens in einem solchen Ausmaß reaktiv, daß es eine
Neutralisationsreaktion langsam innerhalb einer langen Verweildauer in den Gefäßen bewirkt. Die vorliegende
Erfindung verwendet daher nicht bloß Kalkstein, sondern außerdem das stark reaktive Calciumcarbonat, das
.'o die Neutraiisationsreaktion (12) im Verlauf des Uas-Flüssigkeit-Kontakts bewirkt. Dementsprechend wird
die HSOJ-Ionenkonzentration verringert und kann der Gas-Flüssigkeit-Kontakt mit der bei einem niedrigen
SO2-Partialdruck gehaltenen Absorptionslauge durch
geführt werden. Dadurch wird ein hoher Grad der SO2-
Entfernung erzielt.
(C) Wenn ein hoher Desulfurierungsgrad auf herkömmliche Weise durch die Verwendung von gelöschtem Kaifc erzielt werden soll, wird übermäßig viel ge-
jo löschter Kalk verbraucht, weil der Kalk außerdem das in
dem Abgas reichlich vorhandene Kohlensäuregas absorbiert. Das Verfahren der Erfindung schaltet diesen
Nachteil aus.
(D) Besonders wenn die SOrKonzentration in dem
js Abgas sehr hoch ist, wie 1000 ppm oder darüber, ist es
bei den herkömmlichen Verfahren üblich, daß der Wirkungsgrad der Desulfurierung in dem Maße abnimmt,
in dem die AbsOfpiionsiauge einen srhöhicn SO2-Psrtialdruck aufgrund der SOj-Absorption in dem Rohr
hat.
Bei dem Verfahren der Erfindung kann der SO2-Partialdruck in der Absorptionslauge niedrig gehalten werden und ist die teilweise aus der Vorrichtung durch die
Leitung 114 abgezogene Lauge weitgehend frei von un
umgesetztem CaCO3, wodurch Verluste an Absorbens
vermieden werden. Kurz gesagt, stellt die Erfindung ein sehr nützliches Verfahren zur Verfügung, das die gleichzeitige Realisierung von zwei miteinander in Konflikt
stehenden Zielen, nämlich der Einhaltung eines hohen
so Desulfurierungsgrads und der Verhütung eines übermäßigen Verbrauchs von absorbierenden Materialien,
ermöglicht, was bisher nach den üblichen Verfahren unerreichbar war.
(E) Zur Behandlung von Abgasen mit hohen SO2-Konzentrationen sind bisher Anlagen mit einer Vielzahl
von in Reihe angeordneten Absorptionsrohren verwendet worden, um einen hohen Desulfurierungsgrad zu
erreichen und Verluste an absorbierenden Materialien zu vermeiden. Das Erfordernis nur eines einzigen
Absorptionsrohrs ist ein anderer Vorteil der Erfindung gegenüber den bisher bekannten Verfahren.
(F) Wenn Kalkstein und gelöschter Kalk gemeinsam benutzt werden, ist festzustellen, daß der erstere weniger reaktiv ist als der letztere, und bei der Erfindung
werden beide getrennt gemäß ihren Reaktivitäten zugeführt. Diese Yerfebreaäührung ist es, durch welche
die oben beschriebenen Effekte der Erfindung erreicht werden. Obwohl die gemeinsame Verwendung von
Kalkstein und gelöschtem Kalk der Technik bekannt gewesen ist, handelte es sich dabei um eine bloße Kombination der beiden Materialien, welche nicht genau stöchiometrisch zugemessen wurden. Außerdem unterschieden sich die Methoden der Zuführung derselben
von der Erfindung, und daher konnten die herkömmlichen Verfahren nicht die vorteilhaften Effekte der kombinierten Verwendung von Kalkstein und gelöschtem
KaIiL1 welche die Erfindung kennzeichnet, ergeben.
Wenn z. B. Kalkstein und gelöschter Kalk ein und demselben Gefäß zugeführt werden, wird eine auf einen
pH-Wert von 6 oder mehr eingestellte SOi-Absorptionslauge vollständig mit gelöschtem Kalk aber wenig
mit Kalkstein reagieren. In diesem Fall kann das Verfahren nicht den geringsten Vorteil aus der kombinierten ι5
Verwendung von Kalkstein und gelöschtem ziehen.
Wenn die Lauge auf einen pH-Wert von 6 oder weniger eingestellt wird, während dem gleichen Gefäß Kalkstein und gelöschter Kalk zugeführt werden, erhöht sich
die Reaktivität von Kalkstein, doch steigt, weil der SO2- '«»
Partialdruck nicht gesenkt werden kann, der Desulfurierungsgrad nicht in entsprechenderweise. In jedem Fall
ergibt eine bloße Kombination von Kalkstein und gelöschtem Kalk kein gutes Ergebnis.
(G) Ferner ist die vorliegende Erfindung mit Absorptionsrohren vom gleichlaufenden Gas-Flüssigkeit-Kontakttyp wirksam durchführbar. Üblicherweise wird von
der Theorie der Gasabsorption her der Gegenstrom-Gas-Flüssigkeit-Kontakttyp gegenüber dem gleichlaufenden Typ bevorzugt. Für das Absorptionsrohr bei jo
einer Abgas-Desulfurierungsvorrichtung, die nach dem Nail-Kalk-Verfahren arbeitet, wird eine Aufschlämmung einer Calciumverbindung mit geringer Löslichkeit verwendet, im Gegensatz zu der nach dem Sodaverfahren arbeitenden Vorrichtung, bei der eine wäßrige
alkalische Lösung für die Absorption verwendet wird. Die grundlegende Überlegung bei Durchführung des
Ksikvcrfshrens ist daher darauf gerichtet, eine Schlakkenbildung zu vermeiden. Dieses Ergebnis wird durch
die Benutzung eines relativ großen LIG-Verhältnisses *o
und die dadurch erreichte Vermeidung eines Stockens der Aufschlämmung erzielt Dieses ist der Grund dafür,
daß häufig Absorptionsrohre vom gleichlaufenden Typ verwendet werden, bei dem weniger Strömungsdruckverluste als beim Gegenstromtyp auftreten. Im allge- *5
meinen zeigt der gleichlaufende Typ einen ausgeprägten Abfall hinsichtlich des Desulfurierungswirkungsgrades mit einem.Austieg des SO2-Partia!drucks in der
Absorptionslauge. Als Folge davon erhöht eine Zunahme der SOj-Konzentration Kindern Abgas das LIG- so
Verhältnis zu sehr und macht den Betrieb zu kostspielig. Bei dem Verfahren der Erfindung kann der SOrPartialdruck im Innern des Absorptionsrohrs klein gehalten werden und kann daher das LJG-Verhältnis niedrig
sein. Das Verfahren der Erfindung ist besonders bei einem Absorptionsrohr mit gleichlaufendem Gas-Flüssigkeit-Kontaktierungsmechanismus zur Behandlung
von Abgasen wirksam, dessen SO2-Konzentrationen
etwa 1000 ppm oder mehr betragen.
Ein Gas, das annähernd aus 4000 ppm SO2, 10 Vol.-%
CO2, 16 Vol.-% H2O, 5 VoL-% O2 und 69 Vol.-% N2 bei
55° C bestand, wurde mit einem Durchsatz von 2000 m3N/h durch ein Absorptionsrohr 102 vom Gitter-gefüllten, gleichlaufenden Gas-Flüssigkeit-Kontakttyp behandelt. Der Gitterfüllungsabschnitt war 8 Meter
hoch.
Die Menge von Absorptionslauge wurde so eingestelllt, daß eine Umlaufpumpe 112 für das Rohr die
Lauge mit einer Geschwindigkeit von 40 mJ/h umlaufen lassen und die Lauge in dem ersten und zweiten Gefäß 106, 109 für etwa 2 bis 1 Minute verweilen konnte.
Das erste Gefäß 106 wurde mit einer Kalksteinaufschlämmung beschickt, die etwa 8 Gew.-% Kalkstein
(schweres Calciumcarbonat) enthielt, der so zerkleinert worden war, daß er ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm (325-mesh-Sieb) passierte, und
zwar kontinuierlich in einem Anteil von 250 l/h, so daß eine Kalksteinmenge zugeführt werden konnte, die
etwa 50 Mol-% des zu absorbierenden SO2 entsprach,
und der pH-Wert der Absorptionslauge in dem ersten Gefäß 106 wurde auf 5,0 bis 5,5 eingestellt.
Das zweite Gefäß 109 wurde mit einer Aufschlämmung beschickt, die etwa 6 Gew.-% Ca(OH)2-Kristalle
enthielt und welche durch Löschen von gebranntem ungelöschtem Kalk erhalten worden war, und zwar kontinuierlich in einem Anteil von etwa 250 l/h, so daß eine
Menge von gelöschtem Kalk zugeführt werden konnte, die etwa 50 Mol-% des zu absorbierenden SO2 entsprach, und der pH-*A'cfi der Absorpiionslauge in dem
zweiten Gefäß wurde auf 6,0 bis 9,0 eingestellt
Die Absorptionslauge, die nach unten durch das Absorptionsrohr floß, wurde teilweise abgenommen,
und zwar kontinuierlich in einem Anteil von etwa 500 l/h durch die Leitung 114. Die CaCOj-Konzentration in der abgezogenen Lauge betrug gemäß der Analyse nicht mehr als 0,02 Mol/l oder nur 2,5 Mol-% oder
weniger im Vergleich mit der Gesamtkonzentration von Calciumverbindung in der Lauge von 0,80 Mol/l.
Demnach betrug der Umsetzungsgrad der Absorbenzien über 97,5%. Der pH-Wert der durch die Leitung 114
abgezogenen Lauge lag im Bereich von etwa 4,7 bis 5,0. Andererseits enthielt das Gas, das das Absorptionsrohr
102 verließ, etwa 80 ppm SO2, was einen hohen Desulfurierungsgrad anzeigt.
Claims (2)
1. Verfahren zur Zuführung von Absorbenzien beim Naß-Kalk-Verfahren zur Abgasdesulfurierung
unter Einsatz von Kalkstein und gelöschtem oder gebranntem Kalk als Absorbenzien, wobei man die
Absorptionslauge von einer Gas-Flüssigkeit-Kontaktierungseinrichtung
zu einem Gefäß und zurück leitet, wobei man dem Gefäß die Absorbenzien
zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Absorptionslauge in ein weiteres Gefäß fließen läßt,
und dem ersten Gefäß Kalkstein und dem zweiten Gefäß gelöschten oder gebrannten Kalk zuführt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem ersten Gefäß Kalkstein und
dem zweiten Gefäß gelöschten Kalk jeweils in einem Anteil zuführt, der den durch Absorption des SO2
verbrauchten nicht übersteigt.
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