DE3431835A1

DE3431835A1 - Process for the purification of flue gases and apparatus for carrying out the process

Info

Publication number: DE3431835A1
Application number: DE19843431835
Authority: DE
Inventors: Daniel Dipl.-Ing. 8720 Schweinfurt Drechsler
Original assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1984-08-30
Filing date: 1984-08-30
Publication date: 1986-03-06

Abstract

In a process for the purification of flue gases or other contaminated exhaust gases in which the gas to be purified is treated in a plurality of scrubbing stages with a downwards-flowing absorption solution, preferably a calcium ion-containing suspension, according to the invention, it is provided that the gases to be purified are initially subjected to a preliminary scrubbing in a first scrubbing stage in which the absorbent is conducted in the same direction as the gases, are fed with a deflection through 180 DEG to the second scrubbing stage connected downstream in the gas path and connected to the first scrubbing stage, a separation of the droplets formed being performed in the region of the deflection and the gases being conducted in the second scrubbing stage in countercurrent to the absorbent, and that the scrubbing liquids produced in the first and second scrubbing stages are collected separately and during the discharge from the scrubbing stages are subjected to an oxidation by treatment with an oxidant. The invention further relates to an apparatus for carrying out the process, which is composed of a U-shaped bent scrubbing column, the arms (1, 2) of which pointing upwards form the two scrubbing stages, a demister (3) being arranged in the transition region of the two arms, which demister occupies the entire cross-section and, at the bottom of each of the two arms, a discharge branch (13, 22) for the scrubbing liquid being provided to which a downpipe (14, 23) ... Original abstract incomplete. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Rauchgasen oder anderen verunreinigten Abgasen, bei dem das zu reinigende Gas in mehreren Waschstufen mit einer abwärts fließenden Absorptionslösung, vorzugsweise einer Ca-Ionen enthaltenden Suspension behandelt wird und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for cleaning flue gases or other polluted exhaust gases in which the gas to be cleaned in several washing stages with a downward flowing absorption solution, preferably one Ca-ion-containing suspension is treated and a system for carrying out the process.

Gasabsorptions- und Staubentfernungsverfahren zur Abtrennung spezifischer Gaskomponenten oder feiner Staubpartikel aus Abgasen, insbesondere naß arbeitende Verfahren dieser C 10 Art, gewinnen zunehmend, insbesondere im Hinblick auf Umweltverschmutzungsprobleme, an Bedeutung. Zur Durchführung dieser Verfahren werden in der Regel Gasabsorber vom Flüssigkeitsrieseltyp, z.B. Füllkörperkolonnen, Sprühwäscher und Rieseltürme, oder Gasabsorber vom Gasschaumtyp, z.B. Fraktionierbodenkolonnen oder Perforierplatten-, Siebplatten- oder Gitterplattentürme eingesetzt. Bei den bekannten Naßverfahren, insbesondere zur Entschwefelung von Abgas, wird das zu reinigende Gas mit einem flüssigen Absorbens, das in Lösung oder Suspension vorliegt, unter Verwendung einer Absorptionsvorrichtung in Kontakt gebracht, die aus einem Sprühwäscher, einer Füllkörperkolonne oder einem Plattenturm bestehen kann. Dabei dienen als flüssiges Absorptionsmittel wässrige Lösungen oder Suspensionen von Kalziumverbindungen, z.B. Kalziumoxid, Kalziumhydroxid und Kalziumkarbonat, die billig und leicht zugänglich sind und das absorbierte SO in Form von Gips, d.h. einem gewerblich verwertbaren Stoff, binden.Gas absorption and dust removal processes for the separation of specific gas components or fine dust particles from exhaust gases, in particular wet-working processes of this C 10 type, are becoming increasingly important, particularly with regard to environmental pollution problems. To carry out these processes, gas absorbers of the liquid trickle type, for example packed columns, spray scrubbers and trickle towers, or gas absorbers of the gas foam type, for example fractionating tray columns or perforating plate, sieve plate or grid plate towers, are generally used. In the known wet processes, in particular for the desulfurization of exhaust gas, the gas to be cleaned is brought into contact with a liquid absorbent which is present in solution or suspension using an absorption device which can consist of a spray scrubber, a packed column or a plate tower. Aqueous solutions or suspensions of calcium compounds, for example calcium oxide, calcium hydroxide and calcium carbonate, which are cheap and easily accessible and which bind the absorbed SO in the form of gypsum, ie a commercially usable substance, serve as the liquid absorbent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entfernung von Gaskomponenten, insbesondere von SO und/oder von feinen Staubpartikeln aus Gasen, so auszubilden, daß es über einen langen Zeitraum hinweg kontinuierlich bei gleichzeitiger Verbesserung der Reinigung, insbesondere der Entschwefelung der Abgase, betrieben werden kann.The invention is based on the object of a method for removing gas components, in particular SO and / or of fine dust particles from gases, so form that it is continuous over a long period of time with a simultaneous improvement in cleaning, in particular the desulphurisation of the exhaust gases can be.

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Ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art besteht die Erfindung darin, daß die zu reinigenden Gase zunächst in einer ersten Waschstufe, in der das Absorptionsmittel im Gleichstrom zu den Gasen geführt wird, einer Vorwäsche unterworfen, unter Umlenkung um 180 der im Gasweg nachgeschalteten und mit der ersten Waschstufe verbundenen zweiten Waschstufe zugeführt werden, wobei im Bereich der Umlenkung eine Abscheidung der gebildeten Tropfen vorgenommen wird und die Gase in der zweiten Waschstufe im Gegenstrom zu dem Absorptions-/ mittel geführt werden und daß die in der ersten und derBased on a method of the type described above, the invention consists in that the to be cleaned Gases initially in a first scrubbing stage, in which the absorbent is led in cocurrent to the gases is subjected to a pre-wash, deflecting 180 of the downstream in the gas path and with the first Washing stage connected to the second washing stage are supplied, with a separation in the area of the deflection of the droplets formed is made and the gases in the second washing stage in countercurrent to the absorption / medium and that those in the first and the

zweiten Waschstufe anfallenden Waschflüssigkeiten getrennt aufgefangen und während des Ablaufes aus den Waschstufen einer Oxidation durch Behandlung mit einem Oxidationsmittel unterworfen werden.second washing stage accumulating washing liquids separately collected and during the course of the washing stages an oxidation by treatment with an oxidizing agent be subjected.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß die Waschflüssigkeit in beiden Waschstufen im Kreislauf geführt wird. Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Teil der aus der zweiten Waschstufe aufgefangenen Waschflüssigkeit der aus der ersten Waschstufe aufgefangenen Waschflüssigkeit zugesetzt wird, aus der die sich absetzenden Feststoffe entfernt werden.The invention also provides that the washing liquid is circulated in both washing stages. Furthermore, it is provided according to the invention that part of the second washing stage collected washing liquid from the added washing liquid collected in the first washing stage from which the settling solids are removed.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 4 bis 6.The invention also relates to a device for carrying out the method according to claims 4 to 6.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Peinigung in zwei durch einen Tropfenabscheider getrennte, hintereinandergeschaltete Waschstufen. Beim Übergang von der ersten in die zweite Waschstufe werden die zu reinigenden Gase um 180 umgelenkt. '. λ der ersten Stufe erfolgt eine Vorwäsche der Rauchgase, bei der insbesondere Staub, Chlor, Fluor und ein geringer Teil des in dem Abgas enthaltenen Schwefeldioxid abgeschieden werden. Die Waschflüssigkeit wird dabei in einen Abschnitt mit geringerem DurchmesserIn the method according to the invention, the cleaning takes place in two washing stages connected in series, separated by a droplet separator. During the transition from the first to the second washing stage, the gases to be cleaned are deflected by 180 °. '. In the first stage, the flue gases are pre-scrubbed, in which dust, chlorine, fluorine and a small part of the sulfur dioxide contained in the flue gas are separated out. The washing liquid is in a section with a smaller diameter

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eingesprüht, so daß beim Durchgang durch den sich anschließenden erweiterten Abschnitt und die Umlenkung eine Grobabscheidung der Flüssigkeitströpfchen und eine Feinabscheidung an dem Tropfenabscheider erzielt wird. Diese getrennte Vorwaschstufe ermöglicht die Verwendung von Katalysatoren sowie die Steuerung des pH-Wertes für eine optimale Oxidation.sprayed, so that when passing through the adjoining enlarged section and the deflection a Coarse separation of the liquid droplets and fine separation on the droplet separator is achieved. These separate prewash stage enables the use of Catalysts and pH control for optimal oxidation.

Die im Rauchgasweg nachgeschaltete zweite Waschstufe kann so ausgelegt werden, daß der gewünschte Reinheitsgrad er-( ) 10 reicht wird. Zur Erzielung eines großen Wirkungsgrades werden die Kontaktzeit und die Kontaktfläche zwischen der Absorptionsflüssigkeit und dem Rauchgas durch Verwendung von Siebboden vergrößert. Zu diesem Zweck eignen sich Moredana-Siebböden gemäß der DE-PS 23 37 868, die infolge ihrer geringen Anfälligkeit für Anbackungen und der großen Reaktionsflächen hohe Reinigungswirkungsgrade gewährleisten. The second washing stage downstream in the flue gas path can be designed so that the desired degree of purity is achieved ( ) 10 is enough. In order to achieve a high degree of efficiency, the contact time and the contact area between the The absorption liquid and the flue gas are enlarged by using a sieve tray. For this purpose are suitable Moredana sieve trays according to DE-PS 23 37 868, which due to their low susceptibility to caking and the large reaction surfaces ensure high cleaning efficiency.

Aus den beiden Waschstufen wird die Waschflüssigkeit getrennt abgezogen und, während sie in die Sammelbehälter abläuft, mit einem gasförmigen Oxidationsmittel, z.B. Luft, behandelt. Dadurch wird eiie Teiloxidation erreicht, die die Umwandlung der Kalziumverbindungen in Gips beschleunigt. The washing liquid is drawn off separately from the two washing stages and while it is in the collecting container is treated with a gaseous oxidizing agent, e.g. air. Partial oxidation is thereby achieved accelerates the conversion of calcium compounds in plaster of paris.

Mit dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung lassen sich Entschwefelungsgrade bis zu 97 % erzielen.With the method according to the present invention, degrees of desulphurisation of up to 97 % can be achieved.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen:Exemplary embodiments are shown in the drawing. Show it:

Figur 1 eine Seitenansicht einer Waschsäule in schematischer Darstellung undFigure 1 is a side view of a washing column in schematic Representation and

Figur 2 ebenfalls schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines Sammelbehälters.FIG. 2 also schematically shows a preferred embodiment of a collecting container.

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Die U-förmig ausgebildete Waschsäule besteht aus den beiden Schenkeln 1 und 2, die jeweils eine Waschstufe bilden. In dem die Schenkel verbindenden Abschnitt ist ein _ Tropfenabscheider 3 angeordnet, der den gesamten Querschnitt ausfüllt. Mit 4 ist eine Sprüheinrichtung zur Zufuhr einer Spülflüssigkeit bezeichnet, mit der an dem Tropfenabscheider anhaftende Verunreinigungen beseitigt werden können. Der obere Abschnitt 5 des auf der Zeichnung linken Schenkels der Waschsäule, der das zu reinigende Gas über die Leitung 6 zugeführt wird, hat einen ;'"\ kleineren Durchmesser als der übrige Abschnitt. In dem verjüngten Abschnitt sind übereinander zwei Ringdüsenleitungen 7 zum Einsprühen der Absorptionsflüssigkeit angeordnet. Der andere Schenkel 2 der Waschsäule, in der die zweite Waschstufe durchgeführt wird, enthält mehrere Siebboden 8, die im Abstand voneinander und übereinander angeordnet sind und die dazu dienen, die Kontaktzeit und die Kontaktfläche zwischen Absorbersuspension und Rauchgas zu vergrößern. Als besonders geeignet hat sich die Verwendung von Moredana-Siebböden erwiesen, die in derThe U-shaped washing column consists of the two legs 1 and 2, which each form a washing stage. In the section connecting the legs, a droplet separator 3 is arranged which covers the entire cross section fills out. 4 with a spray device for supplying a rinsing liquid is referred to, with the Droplet eliminator removes adhering impurities can be. The upper section 5 of the left leg of the washing column in the drawing, which is to be cleaned Gas supplied via line 6 has a smaller diameter than the rest of the section Tapered section are two ring nozzle lines 7 one above the other for spraying the absorption liquid arranged. The other leg 2 of the washing column in which the second washing stage is carried out contains several Sieve bottom 8, which are arranged at a distance from one another and one above the other and which serve the contact time and to enlarge the contact area between absorber suspension and flue gas. The Proven use of Moredana sieve trays, which are in the

DE-PS 23 37 868 beschrieben sind. Die Absorptionsflüssigkeit wird in die zweite Waschstufe über eine Ringleitüng 2 eingedüst. Mit 10 ist ein weiterer Tropfenfänger be-' zeichnet, der am oberen Ende der zweiten Waschstufe vor-DE-PS 23 37 868 are described. The absorption liquid is injected into the second washing stage via a ring duct 2. At 10 there is another drip catcher that takes place at the upper end of the second washing stage.

gesehen ist. Zur Entfernung von eventuellen Anbackungen und Verunreinigungen ist eine Sprüheinrichtung vorgesehen, über die eine geeignete Spülflüssigkeit über die Leitung 11 eingeleitet werden kann. Das gereinigte Gas verläßt die Waschsäule über die Leitung 12.is seen. A spray device is provided to remove any caking and contamination. via which a suitable rinsing liquid can be introduced via line 11. The purified gas leaves the washing column via line 12.

Am unteren Ende der Waschstufe 1 befindet sich ein trichterförmiger Ablauf 13, an den sich ein Fallrohr 14 anschließt, das in einen Sammelbehälter 15 für die Waschflüssigkeit mündet, der mit einem Rührwerk versehen ist. Aus dem Behälter 15 wird die Waschflüssigkeit über dieAt the lower end of washing stage 1 there is a funnel-shaped one Drain 13, which is followed by a downpipe 14, which is in a collecting container 15 for the washing liquid opens, which is provided with an agitator. From the container 15, the washing liquid is on the

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Pumpe 16 und eine Leitung 17 ständig im Kreislauf den Ringleitungen 7 zugeführt. Die sich absetzenden Feststoffe werden über eine Leitung 18, die eine Pumpe 19 enthält, abgezogen und in üblicher Weise in einem Abscheider von der Flüssigkeit abgetrennt, die in den Auffangbehälter zurückgeleitet wird. Mit 20 ist eine Leitung zur Zufuhr eines Oxidationsmittels, z.B. Luft, bezeichnet, mit dem die durch das Fallrohr 14 strömende Waschflüssigkeit behandelt wird.Pump 16 and a line 17 are continuously supplied to the ring lines 7 in the circuit. The settling solids are drawn off via a line 18 which contains a pump 19 and in the usual manner in a separator from separated from the liquid, which is in the collecting container is returned. At 20 is a line to the supply an oxidizing agent, e.g., air, with which the washing liquid flowing through the downcomer 14 is treated will.

f 10 Die zweite Waschstufe enthält ebenfalls einen Sammelbehälter 21, einen Ablauf 22 mit einem Fallrohr 23 und einer in dieses mündenden Leitung 24 zur Zufuhr eines Oxidationsmittels und ein Rührwerk. Die sich in dem Behälter ansammelnde Waschflüssigkeit wird über die Leitung 25 mit der Pumpe 26 auf den Kopf der Waschstufe 2 aufgegeben. Mit 27 ist eine Leitung zur Zugabe des Absorptionsmittels bezeichnet. Der Sammelbehälter 21 steht mit dem Sammelbehälter 15 über eine Überlaufleitung 28 in Verbindung. f 10 The second washing stage also contains a collecting container 21, an outlet 22 with a downpipe 23 and a line 24 opening into this for supplying an oxidizing agent and an agitator. The washing liquid that collects in the container is applied to the head of washing stage 2 via line 25 with pump 26. With 27 a line for adding the absorbent is designated. The collecting container 21 is connected to the collecting container 15 via an overflow line 28.

Auf Figur 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform für dieOn Figure 2 is a preferred embodiment for the

Ausbildung des Sammelbehälters 15 dargestellt. Dabei dient ν zur Zufuhr des Oxidationsmittels eine Luftringkammer 29,Formation of the collecting container 15 is shown. An air ring chamber 29 serves to supply the oxidizing agent.

die an das Fallrohr 14 angeschlossen ist und über die Luft oder ein anderes gasförmiges Oxidationsmittel, das der Kammer über die Leitung 30 zugeführt wird, in den Flüssigkeitsstrom eingedüst wird. Das aus der aus der Waschstufe 1 ablaufenden Suspension und dem Oxidationsmittel bestehende Gemisch gelangt in den Ansaugbereich eines Rührwerkes 31, das das Gas in dem gesamten Behälterinhalt dispergiert. Die Zufuhr des Oxidationsmittels, das bereits im Fallrohr mit der Suspension vermischt wird, erfolgt in einem Abschnitt, in dem die Konzentration der zu oxidierenden Stoffe am größten ist, wodurch die Menge an benötigtem Oxidationsmittel erheblich reduziert werden kann.which is connected to the downpipe 14 and via the air or another gaseous oxidizing agent that is fed to the chamber via line 30, is injected into the flow of liquid. That from the from the The suspension running off washing stage 1 and the mixture consisting of the oxidizing agent reaches the suction area an agitator 31 which disperses the gas in the entire contents of the container. The supply of the oxidizing agent, which is already mixed with the suspension in the downpipe takes place in a section in which the concentration of the to be oxidized is the largest, whereby the amount of oxidizing agent required can be significantly reduced can.

Claims

Finkener and Ernöfeti patent attorney »Helnrteh-Könlg-Str. 119 D-4C30 Bochum 1 17/84 EEF / US Method for cleaning flue gases and device for carrying out the method Patent claims

1. \ Process for cleaning flue gases or others polluted exhaust gases, in which the gas to be cleaned in several washing stages with a downward flowing waste

Vs sorption solution, preferably one containing Ca ions

Suspension is treated, characterized in that the gases to be cleaned initially in a first washing stage, in which the absorbent is fed in cocurrent to the gases, a pre-wash subject to the imyGasweg downstream, redirecting by 180 and connected to the first washing stage

second washing stage are supplied, with the droplets formed being deposited in the area of the deflection and that the gases in the second washing stage in countercurrent - are passed to the absorbent and that · Those incurred in the first and second washing stage - Washing liquids are collected separately and oxidized by treatment during the process from the washing stages be subjected to an oxidizing agent.

2. The method according to claim 1, characterized in that the washing liquid in both washing stages in the circuit to be led.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that part of the collected from the second washing stage Washing liquid is added to the washing liquid collected from the first washing stage, from which the settling solids are removed.

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4. Apparatus for performing the method according to claims 1 to 3, characterized in that it consists of consists of a U-shaped curved washing column, the upward-pointing legs (1, 2) of which form the two washing stages, that in the transition area of the two legs a droplet separator (3) is arranged, which the entire Cross-section fills and that in the lower part of both legs each have a drain port (13, 22) for the washing liquid is provided, on which a downpipe (14, 23) with a device (20, 24), preferably an annular chamber (29) is connected for the supply of an oxidizing agent, which is in one of the two collecting tanks (15, 21) for the washing liquid flows out.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the upper section (5) of the leg (1) of the washing column, in which the first washing stage is carried out, has a smaller diameter than the middle and the lower section and that the spray device (7) for supplying the washing liquid in the washing column section (5) is arranged with the smaller diameter.

6. Device according to claims 4 and 5, characterized in that that in the leg (2) of the washing column in which the second washing stage is carried out, several im Sieve trays (8) arranged at a distance from one another are attached and that the ring line (9) for the supply of the washing liquid is arranged above the sieve trays.

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