DE3202059A1

DE3202059A1 - "verfahren zum reinigen von co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und andere saure bestandteile enthaltendem abgas"

Info

Publication number: DE3202059A1
Application number: DE19823202059
Authority: DE
Inventors: Andreas Birkner; Jörg-Detlef Dipl.-Chem. Dr. 4630 Bochum Six
Original assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1982-01-23
Filing date: 1982-01-23
Publication date: 1983-08-04

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von
CO, und andere saure Bestandteile, insbesondere 502 enthaltendem Abgas, wie z.B. Rauchgasen aus Verbrennungsanlagen, Claus-Anlagen, Anlagen zur Herstellung von Schwefelsäure oder Unterfeuerungsabgasen aus Koksofenbatterien, Kraftwerken und dergleichen, bei dem das Abgas mit einer NH3-haltigen Waschlösung gewaschen wird, aus der in der Ausgangslösung vorhandene Schadstoffe, wie H2S, HCN und dergleichen vor der Aufgabe auf den Wascher weitgehend entfernt wurden.
Es ist bekannt, daß sich SO2 aus Rauchgasen mit NH3-haltigem Wasser auswaschen läßt. Wenn das Waschwasser selbst Schadstoffe, wie z.B. H2S und HCN enthält, werden diese beim Waschvorgang aus dem NH3-Wasser verdrängt und gelangen in das Abgas, d.h. das SO2 wird zwar aus dem Rauchgas entfernt, doch es tritt an dessen Stelle H25 und HCN in unzulässiger Menge. Es ist daher erforderlich, die in dem NH3-Wasser enthaltenen Schadstoffe vor der Aufgabe auf den Wascher zu entfernen, wenn derartige Wässer für die Reinigung der erwähnten Abgase benutzt werden sollen oder aber reines NH3-Wasser aus einer anderen Quelle zu verwenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schadstoffe aus einem NH3-haltigen Wasser, z.B. einem auf Kokereien anfallenden Wasser, das zum Reinigen von Abgas verwendet werden soll, in einer dem Wascher vorgeschalteten Aufbereitungsanlage in zweckmäßiger und wirtschaft licher Weise zu entfernen.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß dies dadurch möglich ist, daß die die Schadstoffe enthaltende Ausgangslösung in einer Strippkolonne im Gegenstrom mit einem Teilstrom von maximal 12 Vol.-%, vorzugsweise 3 bis 5 Vol.-%, des zu reinigenden Abgases behandelt und die gestrippte Lösung als Waschlösung für die Hauptmenge des zu reinigenden Abgases auf einen Waschturm aufgegeben wird, während die in der Strippkolonne anfallenden schadstoffhaltigen Gase einer Verbrennungsanlage zugeführt werden.
Bevorzugt kann als Ausgangslösung ein NH3-haltiges Wasser verwendet werden, das in Kokereien anfällt.
In der Strippkolonne werden durch das im Abgas vorhandene CO2 und SO, die im Ammoniakwasser vorhandenen Schadstoffe wie H2S und HCN verdrängt. Dabei wird das in dem Abgas vorhandene 502 praktisch vollständig und das CO2 weitgehend absorbiert. Die anderen, in dem Abgas vorhandenen sauren Bestandteile werden zwar ebenfalls absorbiert; dies ist aber für den nachfolgenden Einsatz in der Abgaswäsche unbedeutend. Die aus der Strippkolonne austretenden Gase enthalten somit die Schadstoffe, die vorher im NH3-Wasser enthalten waren.
Die Erfindung sieht vor, daß die aus der Strippkolonne abgezogenen Gase in einer Verbrennungsanlage oxidierend verbrannt werden und daß das dabei entstehende Gas zusammen mit der Hauptmenge des zu reinigenden Abgases in die Waschkolonne eingeleitet wird. Die aus der Strippkolonne abgezogenen Gase können auch einer Verbrennung in einer Claus-Anlage oder einer Anlage zur Erzeugung von H2SO4 unterworfen oder dem Kokereigas zugeführt werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird aus der in dem Waschturm anfallenden, im Kreislauf geführten Waschlösung ein Teilstrom entnommen und einer Weiterverarbeitung zugeführt und in den Waschturm eine entsprechende Menge frischer, aufbereiteter Lösung eingeleitet. Die Weiterverarbeitung des Teilstroms der ver- brauchten Waschlösung, der aus dem Wascher abgezogen wird, kann zweckmäßigerweise unter Zugabe von NH3 in einem Oxideur mit Luft oxidiert werden. Aus der in dem Oxideur im Kreislauf geführten Waschlösung wird erf indungsgemäß ein Teilstrom der oxidierten Lösung entnommen und unter Zugabe von Kalk zu Calciumsulfat I setzt. Die Erfindung sieht vor, einen Teil des bei der Umsetzung zu Calciumsulfat freiwerdenden Ammoniaks in den Oxideur und die Restmenge des Ammoniaks zusammen mit dem zu reinigenden Abgas in den Wascher einzuleiten.
Die Vorteile des Verfahrens sind vor allem darin zu sehen, daß schadstoffhaltiges NH3-Wa sser zur Wäsche des Abgases benutzt werden kann. Die Aufbereitung des Wassers ist technisch einfach und mit geringem Aufwand durchführbar. Das bei der Aufbereitung entstehende Abgas kann je nach den vorliegenden Betriebsverhältnissen einer unterschiedlichen Weiterverarbeitung durch Verbrennung zugeführt werden. Auch die verbrauchte Waschlösung läßt sich problemlos und sogar teilweise gewinnbringend weiterverarbeiten.
Ablagerungen und Verstopfungen können nicht auftreten, da mit einer feststofffrewen Waschlösung gearbeitet wird. Auch werden kostspielige, zusätzliche Chemikalien nicht benötigt.
Auf der Zeichnung ist ein Fließbild einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens schematisch dargestellt.
Das zu reinigende CO2 und andere saure Bestandteile, insbesondere SO2 enthaltende Abgas wird über die Leitung 1 in den unteren Abschnitt eines Waschturmes 2 geleitet, in dem es im Gegenstrom mit einem NH3-haltigen Waschwasser gewaschen wird, das über die Leitung 3 in den Wascher eintritt. Als Waschwasser kann beispielsweise ammoniakhaltiges, in Kokereien anfallendes schadstoffhaltiges Wasser verwendet werden, das vor Einleiten in den Wascher 2 einer Aufbereitung in einer Strippkolonne 5 unterworfen wird. Erfindungsgemäß wird das durch die Leitung 4 der Strippkolonne 5 zugeführte ammoniakhaltige Wasser im Gegenstrom mit einem Teilstrom des zu reinigenden Abgases behandelt, der maximal 12 Vol.-%, vorzugsweise 3 bis 5 Vol.-%, der gesamten Abgasmenge beträgt und über eine von der Leitung 1 abgezweigte Leitung 6 in den unteren Teil der Strippkolonne 5 gelangt.
Das aufbereitete Wasser wird in der Vorlage 7 gesammelt und über die Kreislaufleitung 8 mittels einer Pumpe 9 im Kreislauf durch die Strippkolonne 5 geleitet. Von dieser Kreislaufleitung 8 wird die zur Wäsche des Abgases benötigte Menge über die Leitung 3 entnommen.
Das bei der Aufarbeitung des NH3-Wassers entstehende Abgas, das über die Leitung 10 abgezogen wird, enthält die Schadstoffe, die vorher im NH3-Wasser enthalten waren.
Das Abgas kann beispielsweise in einer Verbr-ennungseinrichtung 11 verbrannt werden, der Luft über die Leitung 12 und ein geeigneter Brennstoff über die Leitung 13 zugeführt wird. Die fühlbare Wärme des Abgases kann in einem Abhitzekessel 14 und einem Abgaskühler 15 ausgenutzt werden, bevor das Abgas über die Leitung 16 zusammen mit dem zu reinigenden Abgas in den Wascher 2 gelangt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Wascher mit drei Waschstufen benutzt. Auf die obere Waschstufe wird enthärtetes Frischwasser über die Leitung 17 aufgegeben, das über die Kreislaufleitung 18 und die Pumpe 19 im Kreislauf geführt wird. Der nicht benötigte Überschuß kann über die Leitung 20 abgeführt werden. In die Kreislaufleitung 18 wird über die Leitung 21 Kondensat eingeleitet. Dieses wird aus im Abgasüberhitzer 23 kondensierenden Dampf gewonnen, der in dem Abhitzekessel 14 erzeugt und über die Leitung 22 dem Abgasüberhitzer 23 zugeführt, dort kondensiert und in einem nachgeschalteten Kondensatkühler 24 heruntergekühlt wird.
In der mittleren Stufe des Waschers 2 erfolgt ebenfalls eine Kreislaufführung des Waschwassers über die Kreislaufleitung 25 und die Pumpe 26, während im unteren Abschnitt des Waschers die sich dort ansammelnde Waschlösung über die Kreislaufleitung 27 und die Pumpe 28 umgewälzt wird.
Aus diesem Waschkreislauf wird Waschlösung über die Leitung 29 entnommen und kann über die Leitung 30 einer sich nach den Betriebsverhältnissen richtenden Weiterver arbeitung zugeführt werden. Beispielsweise eignet sich hierzu eine Claus-Anlage oder eine Anlage zur Herstellung von H2SO4.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die verbrauchte Lösung über die Leitung 31 auf einen Oxideur 32 aufzugeben, in dessen unteren Teil über die Leitung 33 und ein Gebläse 34 Luft eingeleitet wird.
Die oxidierte, Sulfat enthaltende Lösung, die sich im unteren Teil des Oxideurs sammelt, wird im Kreislauf über die Leitung 35 und die Pumpe 36 wieder auf den Kopf der Oxidationskolonne 32 aufgegeben und eine Teilmenge über die Leitung 37 abgezogen, die in einem Behälter 38 unter Zugabe von Kalk über die Leitung 39 zu Calciumsulfat umgesetzt wird. Das Calciumsulfat wird über die Leitung 40, das Abwasser über die Leitung 41 abgezogen.
Das bei der Umsetzung der sulfathaltigen Lösung zu Calciumsulfat freiwerdende Ammoniak wird über ein Gebläse 42 abgezogen und über die Leitung 43 in den unteren Abschnitt des Oxideurs 32 eingeleitet; eine Restmenge des Ammoniaks wird zusammen mit dem zu reinigenden Abgas über die Leitung 44 auf den Wascher 2 aufgegeben.
Die aus dem Oxideur über die Leitung 45 austretende Abluft wird dem in den Wascher 2 eintretenden Abgas zugesetzt.

Claims

Verfahren zum Reinigen von CO2 und andere saure Bestandteile enthaltendem Abgas Ansprüche 1. Verfahren zum Reinigen von C02 und andere saure Bestandteile, insbesondere SO2 enthaltendem Abgas, bei dem dieses mit einer NH3-haltigen Waschlösung gewaschen wird, aus der in der Ausgangslösung vorhandene Schadstoffe wie H2S, HCN und dergleichen vor der Aufgabe auf den Wascher weitgehend entfernt wurden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die die Schadstoffe enthaltende Ausgangslösung in einer Strippkolonne im Gegenstrom mit einem Teilstrom von maximal 12 Vol.-%, vorzugsweise 3 bis 5 Vol.-%, des zu reinigenden Abgases.

behandelt und die gestrippte Lösung als Waschlösung für die Hauptmenge des zu reinigenden Abgases auf einen Waschturm aufgegeben wird, während die in der Strippkolonne anfallenden schadstoffhaltigen Gase einer Verbrennungsanlage zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangslösung NH3-haltiges Wasser verwendet wird, das in Kokereien anfällt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenazfqhpet, daß ein Teil der in der Strippkolonne anfallenden Lösung im Kreislauf geführt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Strippkolonne abgezogenen Gase in einer Verbrennungsanlage oxidierend verbrannt werden und das dabei entstehende Gas zusammen mit der Hauptmenge des zu reinigenden Abgases in die Waschkolonne eingeleitet wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Strippkolonne -abgezogenen Gase einer Verbrennung in einer Claus-Anlage oder einer Anlage zur Erzeugung von H2SO4 unterworfen oder dem Kokereigas zugeführt werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus der in dem Waschturm anfallenden, im Kreislauf geführten Waschlösung ein Teilstrom entnommen und einer Weiterverarbeitung zugeführt wird und daß in den Waschturm eine entsprechende Menge frischer, aufbereiteter Lösung eingeleitet wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom der verbrauchten Waschlösung unter Zugabe von NH in einem Oxideur mit Luft oxidiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschlösung in dem Oxideur im Kreislauf geführt und ein Teilstrom der oxidierten Lösung entnommen und unter Zugabe von Kalk zu Calciumsulfat umgesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des bei der Umsetzung zu Calciumsulfat freiwerdenden Ammoniaks in den Oxideur und die Restmenge des Ammoniaks zusammen mit dem zu reinigenden Abgas in den Wascher eingeleitet wird.