DE3206034A1

DE3206034A1 - Anlage zum auffangen von schwefeldioxid aus abgasen

Info

Publication number: DE3206034A1
Application number: DE19823206034
Authority: DE
Inventors: Aleksandr I. Pavlodar Glasyrin; Anatolij W. Novosibirsk Privalenko; Viktor A. Pavlodar Resvan
Original assignee: VG I PI TEPLOELEKTROPROEKT
Current assignee: VG I PI TEPLOELEKTROPROEKT
Priority date: 1982-02-19
Filing date: 1982-02-19
Publication date: 1983-09-01

Description

Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Reinigungsanlagen und insbesondere auf Anlagen zum Auffangen von Schwefeldioxid aus, Abgasen.
Die Erfindung lsßt sich mit besonderem Erfolg zur Reinigung von sich beim Betrieb von Wärmekraftwerken bildenden Rauchgasen verwenden Die Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus .Abgasen gemaß der Erfindung eignet sich auch zur Reinigung von Abgasen in der chemischen, metallurgischen und anderen Industrien.
Mit dem Anwachsen des Volumens der Industrieproduktion, der Inbetriebenahme neuer Anlagen und der.weiteren Entwicklung der Energetik auf der Grundlage von schwefelhaltigen Brennstoffen in vielen ändern der Welt nimmt zur Zeit die Menge an Abgasen zu, die die Atmosphäre mit Schadstoffen verunreinigen.Einerder wichtigsten Verunreinigungsstoffe ist Schwefeldioxid, das in einer Reihe von Prozessen der Energetik, metallurgischen und chemischen Industrie anfilllt und vor allem mit den Abgasen von Warmekraftwerken in die Atmosphlire ausgaviorfen wird. Schwefeldioxid ist IluBerst ges'undh,eitsschdlich für den Menschen, wirkt sich negativ auf die Pflanzen-und Tiertelt aus begünstigt eine verstärkte Korrosion der Metallkonstruktionen und Ausrüstungen.
In diesem Zusammenhang ist die Aufgabe der Reinigung der Abgase von Schwefeldioxid heutzutage sehr aktuell geworden.
Bekannt ist eine Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen, die nach dem Ammoniakkreislaufverfahren arbeitet. Die bekannte Anlage enthalt eine Quelle eines flüssigen Reaktionsstoffes, in welcher Funktion eine Wåsser-Ammoniak-L8sung auftritt, eine Absorptionskammer mit einem an sie angeschlossenen Abgaskanal, einen Kühler, eine Abtrlebskolonne und einen Saimnelbehälter für Schwefeldioxid.
Die aufgezählten Anlagenelemente dienen zur Gewinnung von Schwefeldioxid, die Anlagenelemente, die zur Herstellung von Schwefel und Ammonilmsulfat bestimmt sind, werden hier nicht in Betracht gezogen.
Die Quelle des flüssigen Reaktionsstoffes steht mit der Absorptionakammer in Verbindung. Uber den Abgaskanal wird das Abgas der Absorptionskammer zugeführt, in der die Aufnahme von im Abgas enthaltenem Schwefeldioxid durch den flüssigen Reaktionsstoff und die Bildung einer Lösung von Reaktionsatoffen vor sich gehen. Die Abtriebskolonne stellt einen Verdampfer dar und dient zur Zersetzung der Lösung von Reaktionsstoffen durch Erhitzen zu flüssigem Reaktionsstoff, Dämpfen des flüssigen Reaktionsstoffes und Schwefeldioxid. Der AbtriebskolQnne ist zu deren Betrieb eine zusätzliche Wärmequelle zugeordnet.
Der Sammelbehälter flir Schwefeldioxid ist zum Sammeln von in der Abtriebskolonne gewonnenem Schwefeldioxid bestimmt. Der Kühler dient zum Kühlen des hierher aus der Abtriebskolonne kommenden flüssigen Reaktionsetoffes. Der Kühler ist zwecks AbrluB des gekühlten Reaktlonastoffes an die Quelle des flüssigen Reaktionsstoffes angeschlossen.
Die bekannte Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen benotigt zusätzliche WArme- und Energiequellen zur Gewinnung von Schwefeldioxid, Schwefel und Ammoniumsulfat.
Die betreffende Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen ist recht kostspielig in der Herstellung. Dies hangt mit dem Vorhandensein von zusätzlichen Wärme- und Energiequellen zusammen, die für den Betrieb der Anlage notwendig sind.
Die Wrmeaufwande, die mit dem Trennen der Lösung der Reaktiönestoffe imflüssigen Reaktionsstoff und Schwefeldioxid zusammenhängen, erhbhen die Betrieb kosten für ProzeB des Auffangens sehr stark.
Darüber hinaus erfordert die bekannte Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen eine vorhergehende Abkühlung der. Abgase, um der Umweltverschmutzung durch schwer auffangbare feine Kristalle von Ammoniumsulfat und -sulfit vorzubeugen. Dies wird darauf zurückgeführt, da die vorhergehend nicht gekühlten Abgase einen Teil des flüssigen Reaktionsstoffes verdampfen und durch den Schornstsin in die Atmophase auswerfen. In der betreffenden Anlage fällt außerdem ein minderwertiges Nebenprodukt, nämli-ch Ammoniumsulfat an, für das nicht immer ein Bedarf besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen zu schaffen, deren Aufbau die Kosten für die Anlage herabsetzen könnte.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen, enthaltend miteinander in Verbindung stehend eine Quelle des flüssigen Reaktionsstoffes, eine Absorptionskammer, die auch mit einem Kanal für Abgase in Verbindung steht und dazu bestimmt ist, eine Lösung von Reaktionsstoffen durch die Aufnahme des Schwefeldioxids aus den Abgasen durch den flüssigen Reaktionsstoff zu bilden, einen Verdsmp fer zum Trennen der Lösung der Reaktionsstoffe in flüssigen Reaktionsstoff, Dämpfe des flüssigen Reaktione-.
stoffes und Schwefeldioxid und einem Sammelbehälter für Schwefeldioxid, erfindungsgemäß einen mit dem Verdampfer in Verbindung stehenden Erhitzer für die B8-sung von Reaktionsstoffen aufweist, wobei der Verdampfer', der Erhitzer und die Absorptionskammer zwecks Umspülung durch die Abgasse im Abgaskanal an seinem Eingangsende in der angegebenen Reihenfolge in der Strömungsrichtung der Abgase nacheinander angeordnet sind, sowie da8 sie einen mit Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher autweist, der in einer Hauptleitur angeordnet1, die den Verdampfer mit der Quelle des flüssigen ist Reaktionsstoffes verbindet, sowie ferner einen mit Gas und Flüssigkeit beaufschlagten Wärmesustauscher aufweist, der über eins Flüssigkeitsleitung mit dem Erhitzer und über eine Gasleitung mit dem Verdampfer in Verbindung steht und eine Verbindung der Absorptionskammer mit dem Sammelbehälter für Schwefeldioxid herstellt, indem er über eine Flüssigkeitsleitung an die Absorptionskammer und über eine Gasleitung an den Sammelbehälter für Schwefeldioxid angeschlossen ist.
Eine derartige konstruktive Ausführung der Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen hat den Vorteil, daß die Abgaswärme mit hinreichender Vollständigkeit ausgenutzt werden kann, so daß auf sonst tb-Asche fremde Warme- und Energiequellen verzichtet werden kann.
Ein weiterer Vorteil dieser konstruktiven Ausführung, der Anlage besteht darin, daß in der Anlage nur Schwefeldioxid ohne gleichzeitiges Anfallen von Ammoniumsulfat, also eines Nebenproduktes, für das nicht immer Bedarf vorliegt, gewonnen werden kann. All dies führt zur Herabsetzung der Kosten für die Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen.
Es empfiehlt sich, daß die Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen einen zweiten mit Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher aufweist, der an die Leitung, die den mit Flüssigkeit beaufschlagten Wawrmeaustauscher mit dem Verdampfer verbindet,angeschlossen und im Abgaskanal an dessen Ausgangsende angeordnet wird.
Durch die Verwendung eines zweiten mit Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauschers, der in der oben beschriebenen Weise eingeschaltet ist, kann men die Temperatur der Abgase erhohen und somit ihre Kondensation vor Eintritt in den Schornstein verhindernßer an das Ausgangsende des Abgaskanals anstößt und die Abgase in obere Schichten der Atmosphäre herausführt.
Es ist zweckmäB1g, in der Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen ein Absetzbecken für Asche vorzusehen, das an die Flüssigkeitsleitung angeschlossen wird, die den mit Gas und Flüssigkeit beaufschlagten Wsrmeaustauscher mit der Absorptionskammer verbindet.
Durch den Einsatz eines Absetzbeckens für Asche kann man die Lösung von Reaktionsstoffen gleich nachdem Austritt aus der Absorptionskammer entaschten, was einer Verstopfung der Flüssigkeitsleitungen durch feste'schen,teilchen vorbeugt und damit die Betriebszuverlässigkeit der Anlage erhoht. Außerdem ergibt sich die Möglichkeit, die Flüssigkeitsleitungen als Rohrleitungen verminderten Durchmessers auszubilden.
Es ist günstig,wenn die Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen eine Einrichtung zum Kondensieren der Dämpfe des flüssigen Reaktionsetoffes und einen -Schwefe'ldioxid-Abscheider zum Abscheiden des Schwefeldioxids vom Kondensat des flüssigen Reaktionsstoffes aufweist, die an die Gasleitung nacheinander angeschlossen sind, die den mit Gas und Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher mit dem Sammelbehälter für Schwefeldioxid verbindet, wobei der Schwefeldi,oxid-Abscheider über die Flilssigkeitsleitung mit der Quelle für den flüssigen Reaktionnstoff in Verbindung steht.
Durch den Einsatz einer Einrichtung zum Abkühlen und Kondensieren der Dämpfe des flüssigen Reaktionsstoffes und eines Schwefeldioxid-Abscheiders zum Abscheiden des Schwefeldioxids aus dem Kondensat des flüssigen Reaktionsstoffes und ihre Einschaltung in oben beschriebener Weise bietet sich die Möglichkeit, in den Sammelbehälter für Schwefeldioxid ein schon getrocknetes Produkt einzuleiten und das Kondensat des flüssigen Reaktionsstoffee zum Nachfüllen in die Quelle des flüssigen Reaktionsstoffes zurückzuführen.
Die Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen gemaß der vorliegenden Erfindung gewhrleistet also eine Senkung der Kosten für die Anlage und der Betriebskosten für den Prozeß der Reinigung-der Abgase bei einem einfachen und sicheren Betrieb der Anlage.
Die erwähnten merkmale und sonstige Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeisp'ieles und den beiligenden Zeichnungen. klarer sein. In den Zeichnungen zeigt: Fig.I in schematischer Darstellung eine Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen gemäß der Erfindung, Fig .2 in schematischer Darstellung die Anordnung einer Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen, in einem Abgaskanal, der von zwei Kesseln eines Warmekraftwerkes geführt wird, Pig.3 in schematischer Darstellung die Anordnung von zwei erfindungsgemäßen Anlagen zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen in zwei Abgaskanälen eines Wärmekraftwerkes.
Die erfindungsgemaße Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen enthält eine Quelle I eines flüssigen Reaktionsstoffes (Fig.I), als der gegebentn fallsAmmoniakwasser verwendet wird.
In anderen 4usführungsfällen kann man als flüssigen Reaktionsstoff Wasser verwenden.
Die Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen soll im nachfolgenden der Kürze halber als Anlage" bezeichnet werden, Die Quelle I des flüssigen Reaktionsetoffes stellt einen üblichen Behälter in einer beliebigen Ausführung dar.
Die Anlage enthält -auch eine den Absorptionskammer 2, die zur Aufnahme von Schwefeldioxid den durch den flüssigen Reaktionsstoff und zur Bildung einer Lötung von Reaktionsstoffen bestimmt ist.
Die Absorptionskammer 2 ist zwecks Umströmung durch die Abgase in einem Abgaskanal 3 untergebracht, der an eine (nicht gezeigte) Abgasquelle angeschlossen ist.
Die Absorptionskammer 2 steht über eine Flüssigkeitsleitung, 4 mit der Quelle I des flüssigen Reaktionsstoffes in Verbindung.
Die Absorptionskammer 2 weist zwei senkrechte Wände 5 und 6 auf, die sich bis zur (nicht gezeigten) Längsachse des Abgaskanals 3 erstrecken, wobei die Wand 5 an den Oberteil des Abgaskanals 3 und die Wand 6 an den Unterteil des Abgaskanais 3 befestigt sind.
Die Wände 5 und 6 verlaufen,parall'el zueinander und normal zur Längsachse des Abgaskanais 3 und liegen in einer Entfernung voneinander, die groß genug sein soll, um darin einen Gasreiniger 7 unterbringen zu können.
Der Gasreiniger 7 ist dazu bestimmt, den flüssigen Reaktionsstoff mit den Abgasen zu vermischen und so die Abgase von darin enthaltenem Schwefeldioxid durch Aufnahme des letzteren durch den flüssigen Reaktionsstoff unter Bildung einer Lösung von Reaktionestoffen zu reinigen.
Der Gasreiniger 7 ist ein Gitterwerk, das im wesentlochen waagerecht und die Längsachse des Abgaskanals 3 entlang angeordnet und an den Enden der Wände 5 und 6 befestigt ist.
In ihrem Oberteil weist die Absorptionskammer 2 z.B.
sieben Zerstäuberdüsen 8 auf, die am Endabschnitt der Flüssigkeitsleitung 4 in einem Abstand voneinander angeordnet sind.
Die Zerstäuberdüsen 8 dienen zum gleichmäßen Zerstauber des flüssigen Reaktionsstoffes in den Abgas strom und auf den Gasreiniger 7.
Die Quelle I des flüssigen Reaktionsetoffes liegt hoher als die Absorptionakammer 2, damit der flüssige Reaktionsstoff im Selbstfluß über die Zerstäuberdüsen 8 in die Absorptionskammer 2 gelangen kann.
Die Absorptionskammer 2 weist einen in ihrem Unterteil angeordneten Ablaß-Sammelbehälter 9 für die Lösung von Reaktionsstoffen auf.
Der Sammelbehalter 9 für die Lsung.von Reaktionsstoffen ist im Unterteil des Abgaskanals 3 unter dem Gasreiniger 7 angeordnet und stellt einen von oben offenen BehAlter mit geneigtem Boden dar.
Die Anlage enthält einen Verdampfer IO, der zum Trennen der in der Absorptionskammer 2 gebildeten B8-sung von Reaktionsstoffen im flüssigen Reaktionsstoff und Schwefeldioxid dient.
Der Verdampfer IO ist zwecks Ümspülung durch die Abgase im Abgaskanal 3 an seinem Eingang untergebracht.
Der Verdampfer IO hat zwei Stufen II und I2, die Verdampfer in einer beliebigen bekannten, für diesen Zweck geeigneten Ausführung, vorzugsweise Rohrbündelausführung darstellen.
Die erste Stufe II des Verdampfers IO und die zweite Stufe I2 des Verdampfers IO sind in ihrem Oberteil durch eine Flüssigkeitsleitung I3 und durch eine Gasleitung I4 miteinander verbunden.
Die Verbindung der ersten Stufe II und der zweiten Stufe 2 des Verdampfere IO mit anderen Anlageneinheiten wird unten näher beschrieben.
Die Anlage enthält einen Erhitzer I5 für die Lösung von Reaktionsstoffen, mit dem die Lösung von Reaktionsstoffen, die weiter dem Verdampfer IO zuflie,Bt, vorgewärmt wird.
Der Erhitzer 15 für die Lösung von Reaktionsstoffen hat eine an sich bekannte arteigene Ausführung.
Der Erhitzer I5 für die Losung von Reaktionsstoffen ist zwecks Umspülung durch die Abgase im Abgaskanal 3 untergebracht.
Der Erhitzer I5 für die Lösung von Reaktionsstoffen ist an seinem Oberteil über eine Flüssigkeitsleitung 16 mit dem Unterteil der ersten Stufe des Verdampfers IO verbunden.
Die Verbindung des-Erhitzers 15 mit anderen Anlagen- einheiten wird unten näher beschrieben.
Der Verdampfer IO, der Erhitzer 15 für die Lösung von Reaktionestoffen und die Absorptionskammer 2 sind zwecks Tonspülung durch die Abgase im Abgaskanal 3 von seinem Eingangsende in der Strbmungsrichtung der Abgase nacheinander angeordnet.
Dies ermöglicht eine fast vollständige Verwertung der Abgaswärme und die Senkung der Temperatur der Abgase auf erforderliche Werte vor deren Zuführung in die Absorptionskammer 2.
Die Anlage enthalt einen mit Flüssigkeit beaufschlagten Warme aus tauscher 17 zur Kühlung des flüssigen Reaktionsetoffes nach der zweiten Stufe I2 des Verdampfers IO.
Der mit Flüssigkeit beaufschlagte Wärmeaustauscher I7 hat eine an sich bekannte arteigene, vorzugsweise Rohrbündelausführung.
Der mit Flüssigkeit beaufschlagte Wärmesustauscher I7 befindet sich in einer Flüssigkeitsleitung 18, die die Quelle I des flüssigen Reaktionestoffes mit dem Verdampfer IO verbindet, und zwar: der Unterteil des Wärmeaustauschers I7 ist über die Flüssigkeitsleitung I8 an den Unterteil der zweiten Stufe I2 des Verdampfers IO und der Oberteil des Whrmeaustauschers 17 über eine Flüss1eitsleitung 19 an den Oberteil der Quelle I des flüssigen Reaktionestoffes zwecks Rückführung des flüssigen Reaktionsstoffes in die Quelle I angeschlossen.
Der mit Flüssigkeit beaufschlagte Wärmeaustauscher I7 ist mit einer Leitung 20 zur Zuführung einer Kühlflüssigkeit von einer (nicht gezeigten) Quelle und einer Leitung 21 zur Ableitung von Kühlflüssigkeit versehen.
Die Anlage enthalt einen Sammelbehälter 22 für schvrefeldioxid in einer beliebigen bekannten für diesen Zweck geeigneten Ausführung.
Die Verbindung des Sammelbehälters 22 für Schwefeldioxid mit anderen Anlageneinheiten wird unten beschrieben.
Die Anlage enthält einen mit Gas und FlUssigkeit besufschlagten Wärmeaustauscher 23 zum Vorwärmen der Lösung von Reaktlonsstoffen nach der Absorptionskammer 2 vor deren Zuführung in den Frhitzer 15 und zum Vorkühlen von Wasserdampf und Schwefeldioxid, die aus dem Verdampfer IO kommen.
Der mit Gas und Flüssigkeit beaufschlagte Wärmeaustauscher 23 hat eine beliebige bekannte, für diesen Zweck geeignete, vorzugsweise Rohrbündelausführung.
Der mit Gas und lüssigkeit beaufschlagte Wämeaustauscher 23 ist an seinem Oberteil ueber Flüssigkeitsleitung 24 mit dem Unterteil des Erhitzers I5 für die Lösung von Realitionsstoffen und über eine Gasleitung 25 mit dem Oberteil der ersten Stufe. II des Verdampfers 10 verbunden.
Der mit Gas und Flüssigkeit beaufschlagte Wärmeaustauscher 23 ist an seinentUnterteil über eine Flüssigkeitsleitung 26 mit dem Sammelbehälter 9 für die Lösung von Reaktionsstoffen und über eine Gasleitung 27 mit dem Sammelbehälter 22 für Schwefeldioxid verbunden.
Die Anlage enthält such einen zweiten mit Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher 28, der zum Vorwärmen der Abgase vor dem Auswerfen in die oberen Schichten der Atmosphäre dient.
Der zweite mit Flüssigkeit beaufschlagte Wärmeaustauscher 28 hat eine beliebige bekannte, für diesen Zweck geeignete, vorzugsweise Rohrbündelausführung.
Der zweite mit Flüssigkeit beaufschlagte Wärmeaustauscher 28 ist zwecks tbnspillung durch die Abgase im Abgaskanal 3 nach der Absorptionskammer 2 an dessen Ausgangsende angeordnet.
Der zweite mit Flüssigkeit beaufschlagte Wärmeaustauscher 28 ist an seinem Unterteil über die Flüssigkeitsleitung I8 mit dem Unterteil der zweiten Stufe I2 des Verdampfers IO verbunden Der zweite mit Flüssigkeit beaufschlagte Wsrmeaustauscher 28 ist an seinem Oberteil über die Flüssigkeiteleitung I8 an den Unterteil des mit Flüssigkeit beaufschlagten Wrmeaustauschers I7 angeschlossen.
Die Anlage enthält ein Absetzbecken 29 für Asche zum Reinigen der Lösung von Reaktionsetoffen von den festen Ascheteilchen Das Absetzbecken 29 für Asche ist ein üblicher Behälter in einer beliebigen bekannten Ausiuhrung und weist im Unterteil einen Stutzen 30 zum periodischen Austragen der Asche auf. die Das Absetzbecken 29 für Asche ist tiefer alslAbsorptionskammer 2 aufgestellt, um einen Abfluss der Lösung von Reaktionsstoffen und der Aschenteilchen, die aus den Abgasen durch die Lösung von Reaktionsstoffen in der Absorptionskammer 2 aufgefangen sind, zu ermöglichen.
Das Absetzbecken 29 für Asche ist mit seinem Ober teil an eine Flüssigkeitsleitung 20 angeschlossen, die den mit Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher 23 und die Absorptionskammer 2 verbindet.
Die Anlage enthält eine Einrichtung 31 zum Kondensieren der Dämpfe des flüssigen Ileaktionsstoffes und zugleich zum Mühlen von Schwefeldioxid, die im Ver dampf er IO anfallen.
Die Einrichtung 31 zum Kondensieren der Dämpfe des flüssigen Reaktionsstoffes hat eine beliebige bekannte, für diesen Zweck geeignete, vorzugsweise Rohrbündelausführung.
Die Einrichtung 31 zur Zufühlung einer Kühlflüssigkeit von einer (nicht gezeigten) Quelle ist mit einer Leitung 32 und eimer Leitung 33 versehen.
Durch den Oberteil ist die Einrichtung 31 über eine Gasleitung 27 an den Oberteil des mit Gas und ilüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauschers 23 angeschlossen.
Durch den Unterteil ist die Einrichtung 31 zum Kondensieren der Dämpfe des flüssigen Reaktionsstoffes über die Gasleitun; 2? an den Sammelbehälter 22 für Schwefeldioxid angeschlossen, was unten ausführlicher beschrieben wird.
Die Anlage weist einen Schwefeldioxid-Abscheider 34 zum Abscheiden des Schwefeldioxids vom Kondensat des flüssigen Reaktionsstoffes und somit zum Trocknen von Schwefeldioxid auf.
Der Schwefeldioxid-Abscheider 34 hat eine beliebige bekannte für diesen Zweck geeignete Ausführung.
Die Einrichtung 31 zum Kondensieren der Dämnfe des flüssic'en Reaktionsstoffes und der Schwefeldioxid-Abscheider 34 sind an die Gasleitung 27 angeschaltet, die den mit Gas und Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher 23 und den Sammelbehalter 22 für Scherefeldioxid miteinander verbindet.
Der Schwefeldioxid-Abscheider 34 zum' Abscheiden des Schwefeldioxides vom Kondensat des flüssigen Reaktionsstoffes ist über eine Plüssigkeitsleit.ung 35 mit der Quelle I des flüssigen Reaktionsstoffes,verbunden', um eine Rückführung des Kondensats des flüssigen Reaktionsstoffes in diesen zu ermbglichen, Die Anlage weist einen Tropfenfänger 36 zum Auffangen von Spritzern der Lösung von Reaktionsstoffen, die durch den Abgasstrom aus der Absorptionskammer 2 weggetragen werden, auf.
Der Tropfenfänger 36 befindet sich im Unterteil des Abgaskanals 3 zwischen der Absorptionskammer 2 und dem zweiten mit Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher 28.
Der Tropfenfanger 36 stellt einen von oben offenen Beha"lter-in einer beliebigen bekannten Ausführung mit einem kegelförmigen Boden dar.
Der Tropfenfänger 36 ist über eine Flüssiglreitslei tung 37 mit dem Oberteil des Absetzbeckens 29 für Asche verbunden.
Die Anlage hat ein Abflußgefäß 38 für die entaschte L8sung von Reaktionsetoffen, Das Abflußgefäß 38 ist ein üblicher Behälter in einer beliebigen bekannten für diesen Zweck geeigneten Ausführung.
Mit seinem Oberteil ist das Abflußgefä 38 an die Flüssigskeitsleitung 26 angeschlossen, mit der eine Verbindung des Abflußgefässes 38 mit dem Oberteil des Absetzbeckens 29 für Asche stattfindet.
Mit seinem Unterteil ist das Abflußgefäß 38 an die Flüssigkeitsleitung 26 angeschlossen, über die es mit dem Unterteil des mit Gas und Flüssigkeit beautschlagten Wärmeaustauschers 23 verbunden ist.
Die Anlage weist eine Pumpe 39 zum Zuführen der Lösung von Reaktionsstoffen in den mit Gas und PlUseigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher 23 suf, Die Pumpe 39 ist an die Flüssigkeitsleitung 26 zwischen dem AbfluI3gefäß und dem mit Gas und Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher 23 angeschlossen.*) Wie aus der Pig.2 hervorgeht, ist die erfindungsgemaße Anlage A im Abgaskanal 3 untergebracht, der sich durch zwei (nicht gezeigte) Abgaskanäle bildet, die Abgase von zwei Kesseln 40 eines (nicht gezeigten) Warmekraftterkes ableiten. Der Abgaskanal 3 endet mit einem Schornstein 41, in einer üblichen Ausführung, Für den Fall, wenn, wie in Fig.3 ersichtlich, zwei Abgaskanäle 3 zur Verfügung stehen, die Abgase von an sich bekannten'Kesseln 40 eines Wärmekraftwerkee ableiten und mit einem Schornstein 41 enden, werden zwei erfindungsgemäße Anlagen A verwendet, die intjeweiligen Abgaskanal 3 untergebracht werden.
Dabei arbeitet Jede Anlage A wirkungsvoll wie die in der oben beschriebenen Ausführungsform.
Die erfindungsgemäe Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen wird wie folgt betrieben.
Der flüssige Reaktionsstoff aus der Quelle I mit einer Ausgangstemperatur von 20 bis 300C gelangt im Selbstfluß über die Flüssigkeitsleitung 4 in die Absorptionekammer 2.
In der Absorptionskammer 2 wird der flüssige Reaktionsstoff mittels Zerstäuberdüsen 8 über dem Gasreiniger 7 zerstäubt.
Die Abgase im Abgaskanal 3 treffen auf die in ihrem Wege stehenden senkrechten Wände 5 und 6 der Absorptionskammer 2, andern ihre horizontale Bewegungsrichtung und strömen von unten nach oben durch den Gssreiniger 7.
Im Gasreiniger 7 eriolgt unter Schaumbildung ein intensives Durchmischen des flüssigen Reaktionsstofies mit den Abgasen, dabei wird das in den Abgasen enthaltene Schwefeldioxid'durch den fl§ssigen~Reaktionsstoff aufgenommen, wodurch eine Lösung von Reaktionsstoffen gebildet wird.
Die Pumpe 39 weist eine beliebige bekannte für diesen Zweck geeignete Konstruktion auf.
Wenn als flüssiger Reaktionsstoff eine Wasser-Mnmoniak-Lösung (NH40H) zur Verwendung kommt, verlaufen folgende Reaktionen der Aufnahme von Schwefeldioxid, in deren Ergebnis eine L8sung von Reaktionsstoffen gebildet wird, die Ammoniumhydrogensulfit NH4HS,03 und Ammoniumsulfit (NH4)2S03 darstellt: SO2 + NH4OH = NH4HSO3 SO2 + 2NH4OH = (NH4)2SO3 + H2O Die Lösung von Reaktionsstoffen erwärmt sich durch Berührung mit den Abgasen auf eine Temperatur von 40 bis 50°C.
Die Lösung von Reaktionsstoffen samt den Aschenteiloben flieht in den Sammelbehälter 9 für die Lösung von Reakt'ionsstoffen ab, von wo sie über die Flüssigkeitsleitung 26 in das Absetzbecken 29 für Asche sbBließt, Die Tropfen der Lösung von Reaktionsstoffen, die durch den Abgas strom von der Absorptionskammer 2 weggetragen sind, gelangen in den Tropfenfänger 36 und fließen über die Flüssigkeiteleitung 37 in das Absetzbecken 29 für Asche ab, Im Absetzbecken 29 für Asche findet ein Absetzen der Aschenteilchen und folglich eine Reinigung der Reaktionsstoffe statt.
Beim Ansammeln der Asche im Absetzbe,cken 29 wird diese über den Stutzen 30 periodisch ausgetragen.
Die Lösung der Reaktionsetoffe flieBt nach Klären im Aschenabsetzbecken 29 über die Flüssigkeitsleitung 26 in das Abflußgefäß 38 ab.
Aus dem Abflußgefäß 38 wird die Lösung der Reaktionsstoffe mit der Pumpe 39 über die Flüssigkeitsleitung 26 in den mit Gas und Flüssigkeit beaufschlagten Wänneaustauscher 23 gefördert.
Im mit Gas und Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher 23 erfolgt die weitere Erwärmung der Lösung der Reaktionsstoffe auf eine Temperatur von 50 bis 600c durch Wärmeabgabe von heißen Dämpfen des flüssigen Reaktionsstoffes und des Schwefeldioxides, die über die Gasleitung 25 aus der ersten Stufe II des Verdampfers IO strömen, Aus dem mit Gas und Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauschsr 23 wird die Lösung der. Reaktionsstoffe über die Flüssigkeitsleitung 24 dem Erhitzer 15 zugeführt, wo die Lösung der Reaktionsstoffe auf eine Temperatur von 70 bis 80°C weiter erwärmt wird.
Die Erwärmung der Lösung der Reaktionsstoffe im Erhitzer 15 erfolgt durch Abkühlen der Abgase, die den Erhitzer I5 im Abgaskanal 3 umspUlen.
Aus dem Erhitzer 15 flieBt die L8sung der Reaktionsstoffe über die Flüssigkeitsleitung I6 in die erste Stufe II des Verdampfers IO und dort Uber die Flüssigkeitsleitung 13 in die zweite Stufe 12, des Verdampfers IO.
Im Verdampfer 10 wird die Lösung der Reaktionsstoffe auf eine Temperatur von,105 bis 115°C erwärmt, Die Erwärmung der Lösung der Reaktionsstoffe erfolgt durch Abkühlen der Abgase, die 4en Verdampfer IO im Abgaskanal 3 umspülen.
Bei der Erwärmung im Verdampfer 10 auf die erwähnten Temperaturen zersetzt sich die Lösung der Reaktionsstoffe zu flüssigem Reaktionsstoff und Schwefeldioxid, dabei verdampft-ein Teil des flüssigen Reaktionsstoffes.
Das Schwefeldioxid und die Dämpfe des flüssigen Reaktionsstoffes, die sich in der zweiten Stufe I2 des Verdampfers IO bilden, strömen über die Gasleitung I4 in die erste Stufe II des Verdampfers 10.
Kommt als flüssiger Reaktionsstoff eine Wseser-Ammoniak-Losung zur Verwendung, so zersetzen sich Ammoniumhyrdrogensuliit und Ammoniumsulfit zu einer Wasser-Ammoniak-Lösung und Schwefeldioxid, das sich in gas formigem Zustand befindet, dabei verdampft ein Teil des Wassers: worin t - eine Temperatur in Grad Celsius ist.
Der flüssige Reaktionsstoff mit einer Temperatur von I05 bis 11500 fließt über die Flüssigkeitsleitung 18 aus der zweiten Stufe I2 des Verdampfere IO in den zweiten mit Flüssigkeit beaufschlagten Wlrm,eaustauscher 28, wo er auf eine Temperatur von 70 bis 800 gekühlt wird, Die kühlung des flüssigen Reaktionsstoffes erfolgt durch eine Erwärmung der Abgase, die den swelten mit Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher 28 im Abgaskanal 3 umspUlen, Aus dem zweiten mit Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher 28 tritt der flüssige Reaktionsstoff in den mit Flüssigkeit beaufachlugten Wärmeaustauscher I7 ein.
Im mit Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher I7 erfolgt die zusätzliche Kühlung des flüssigen Reaktionsstoffes auf eine Temperatur von 20. bis 3000 durch die Erwärmung der Kühlflüssigkeit, die mit einer Temperatur ton 5 bis 2000 ftber die Leitung 20 zugeführt und mit einer Temperatur von 20 bis 3000 über die Leitung 21 abgeführt wird.
Aus dem mit Flüssigkeit beaufschlagten Warmeaustauscher I7 fließt der flüssige Reaktionsstoff im Selbst fluß über die Flüssigkeitsleitung 19 in die Quelle I des flüssigen'Reaktionsstoffee zur Rückführung ab.
Das Schwefeldioxid und die Dämpfe des flüssigen Reaktionestoffes mit einer Temperatur ton I05 bis IISOC gelangen über die Gasleitung 25 in den mit Gas und Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher 23, Im mit Gas und Flüssigkeit beaufschlagten Wärme austauschor 23 findet eine Abkühlung von Schwefeldioxid und der Dämpfe des flüssigen Reaktionsstoffes auf eine Temperatur von 50 bis 6000 durch die Erwärmung der Lösung von Reaktionsstoffen auf die gleiche Temperatur statt.
Aus dem mit- Gas und Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher 23 gelangen das Schwefeldioxid und die Dämpfe des flüssigen Reaktionestoffes über die Gasleitung 27 in die Einrichtung 3I zum Kühlen und Kondensieren der Dämpfe des flüssigen Reaktionsstoffes, die auf eine Temperatur von 20 bis 300C gekühlt werden.
Die Kühlung von Schwefeldioxid und der Dmpfe des flüssigen Reaktionsstoffes findet durch die Erwärmung der Kühlflüssigkeit, die mit einer Temperatur von 5 bis 200C über die Leitung 32 zugeführt und mit einer Temperatur ton 20 bis 300C über die Leitung 33 abgeführt wird, statt.
Bei der trEhlung von Schwefeldioxid und der Dämpfe des flüssigen Re'aktionsstöffes werden die letzteren kondensiert, Aus der Einrichtung 31 zum Kondensieren der DEmpfe des flüssigen Reaktionsstoffes kommen das Kondensat des flüssigen Reaktionsetoffes und das Schwefeldioxid über die Gasleitung 27 in den Schwefeldioxid-Abscheider 34.
Im Schwefeldioxid-Abscheider 34 findet eine Trocknung von Schwefeldioxid durch Trennen des Kondensats der Lösung von Resktionsstoffen vom Schwefeldioxid statt.
Das Kondensat des flüssigen Reaktionsstoffes strömt im Selbstfluß über die Plüssigkeitsleitung 35 in die Quelle I des flüssigen Reaktionsstoffes, Kommt als flüssiger Reaktionsstoff Ammoniakwasser zur Anwendung, so ist Wasser das Kondensat des flüssigen Reaktionsstoffes, AusXhwefeldio2cid-Abscheider 34 gelangt Schwefeldioxid über die Gasleitung 27 in den Sammelbehälter 22 für Schwefeldioxid.
Das Schwefeldioxid wird im Sammelbehälter 22,für Schwefeldioxid angesammelt und von dort periodisch nach einem beliebigen bekannten Verfahren ausgetragen und an den Verbraucher abgeliefert.
Die Abgase vom Kessel 40 (Fig.2) eines Wärmekraft-Werkes mit einer Temperatur von I70 bis I90,0C strömen durch den Abgaskanal 3 und werden, indem sie die erste Stufe II des Verdampfers IO und die zweite Stufe 12 des Verdampfers IO umepülen, auf eine Temperatur von 1050C abgekühlt, Die Abgase strömen durch den Abgaskanal 3 und werden, indem sie den Erhitzter I5 für die Lösung von Reaktionsstoffen umspülen, auf eine Temperatur von 70 bis 80°C abgekühlt.
In der Absorptionskammer strömen die Abgase durch den Gasreiniger 7 und werden durch Beruhrung mit dem flüssigen Reaktionsstoff auf eine Temperatur von 40 bis 600C abgekühlt, Die Abgase stromen weiter im Abgaskanal 3 und werden, indem sie den zweiten mit Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher 28 umspülen auf eine Temperatur von 70 bis 80 0C erwärmt, Die Abgase, nunmehr ohne das eingangs darin enthaltene schwef'el dioxid strömen durch das Austrittsende des Abzugskanals 3 und gelangen in den Schornstein 4Z, über den sie in die oberen Schichten der Atmosphäre ausgeworfen werden, Es ist ein Versuchsmodell der erfindungsgemäßen Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus -Abgasen angefertigt worden, das weitgehend erprobt wurde. Die Kosten für das Versuchsmodell der Anlage sowie die Betriebskosten für den Prozeß des Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen sind ohne weiteres tragbar. Die erfindungsgemäße Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen ist durchaus einfach und zuverlässig im Betrieb.
Leerseite

Claims

ANLAGE ZUM AUFFANGEN VON SCHWEFELDIOXID AUS ABGASEN P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Anlage zum Auffangen von Schwefeldioxid aus Abgasen, enthaltend miteinander in Verbindung stehend: eine quelle eines flüssigen Reaktionsstoffes, eine Absorptionskammer, die auch mit einem Abgaskanal in Verbindung steht und dazu bestimmt ist, eine Lösung von Reaktionsstoffen durch Aufnahme des Schwefeldioxids aus dem Abgas durch den flüssigen Reaktionsstoff zu bilden, einen Verdampfer zut Trennen der Lösung der Reaktionsstoffe irn flüssigen Reaktionsstoff, Dämpfe des Reaktionsstoffes und Schwefel~ dnoxidsund einen Sammelbehälter für Schwefeldioxid, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen mit dem Verdampfer (10) in Verbindung stehenden Erhitzer (I5) für die Lösung der Reaktionsstoffe aufweist, wobei der Verdämpfer (10), der Erhitzer (I5) und die Absorptionskammer (2) zwecks Ümspülung durch die Abgase im Abgaskanal (3) an seinem Eingangsende in der angegebenen Reinenfolge in der Strömungsrichtung der Abgase nacheinander angeordnet sind, sowie dass sie einen aufweist mit Flüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher der der in einer Leitung (18) angeordnet ist, die den Verdampfer (10) mit der Quelle (I) des flüssigken Reaktions stoffes verbindet, und ferner einen mit Gas und Flüssigkeit beauf schlagten Wärmeaustauscher (23) aufweist, der über eine Plüssigkeitsleitung (24) mit dem Erhitzer (15) und Uber eine Gasleitung (25) mit dem Verdampfer (I0) in Verbindung steht und eine Verbindung der Absorptionskammer (2) mit dem Sammelbehalter (22) für Schwefeldioxid herstellt, indem er über eine Flüssigkeits-leitung (26) an die Absorptionskammer (2) und über eine Gasleitung (27) an den Sammelbehalter (22) für Schwefeldioxid angeschlossen ist.
2. Anlage nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daB sie einen zweiten mit Plüssigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher (28) aufweist, der an die Leitung (18t, die den mit Fliissigkeit beaufschlagten Wärmeaustauscher (I7) mit dem Verdampfer (I0) verbindet, angeschlossen und im Abgaskanal (3) an dessen Ausgangsende angeordnet ist.
3. Anlage nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dsß sie ein Absetzbecken (29) für Asche aufweist, das an die Flüssigkeiteleitung (26) angeschlossen ist, die den mit Gas und Flüssigkeit beaufschlagten WErmeausrauscher (23) mit der Absorptionskammer (2) verbindet.
4. Anlage nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (3I) zum Kondensieren der D&mpfe des flüssigen Reaktionsstoffes und einen Schwe-Bsldiotid-Abscheider (34) zum Abscheiden des Schwefeldioxids vom Kondensat des flüssigen Reaktionsstoffes aufweist, die an die Gasleitung (27) nacheinander angeschlossen sind, die den mit Gas und Flüssig,keit-beaufschlagen Wärmeaustauscher (23) mit dem Sammelbehalter (22) für Schwefeldioxid verbindet, wobei der Schwefeldioxid- Abscheider (34) über eine ?lüssigkeitsleitung <35) mit der Quelle (I) des flüssigen Reaktionsstoffes in Verbindung steht.