DE3445163A1 - Verfahren zur entfernung von schwefeldioxid aus abgasen - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her-
• stellung von Schwefeldioxid aus Abgasen, bei dem das Abgas einer Wäsche mit einer wässrigen alkalischen Lösung unterworfen wird.
• Derartige Verfahren sind bekannt. Dabei wird in das -z. B.
• aus einer Kohleverbrennungsanlage kommende Abgas mit einer Sprühdüse die alkalische Lösung versprüht, die das Schwefeldioxid absorbiert. Die alkalische Lösung wird im Kreislauf geführt. Um keine zu großen Waschflüssigkeitsmengen im Kreislauf führen zu müssen, soll die Absorptionsfähigkeit der Waschlösung für S02 möglichst groß sein.
• Auch ist eine groBe Absorptionsfähigkeit erforderlich, damit durch zu große Sprühwassermengen keine zu starke Abkühlung der Verbrennungsabgase auftritt, d. h. der Zug eines herkömmlichen Abzugkanals, wie eines Schornsteins, zur Abführung der Verbrennungsgase nicht derart beeinträchtigt wird, daß spezielle Einrichtungen, wie Ventilatoren, eingesetzt werden müssen.
• Bei den bekannten Verfahren wird als alkalische Lösung im allgemeinen entweder eine Calciumhydroxid- oder eine Natriumhydroxidlösung eingesetzt. In beiden Fällen wird dabei das Schwefeldioxid in schwer lösliches Calciumsulfat, also Gips, übergeführt. Im ersteren Fall wird das zunächst gebildete Calciumsulfit lediglich oxidiert, während im anderen Fall das gebildete Natriumsulfit zu Natriumsulfat oxidiert und die Natriumsulfatlösung dann mit Calciumhydroxid behandelt wird. Da Gips bereits aus anderen Quellen ausreichend zur Verfügung steht, wird der bei dem bekannten Verfahren zur Abgasreinigung gebildete Gips im allgemeinen auf Halde gegeben.
• Es ergeben sich also Entsorgungsprobleme für das auf diese Weise gebundene Schwefeldioxid.
• Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Waschlösung zur Abgasentschwefelung zur Verfügung zu stellen, die in hoher Konzentration einsetzbar ist, eine hohe Absorptionsfähigkeit für Schwefeldioxid aufweist und die zu weiter verwendbaren Produkten führt.
• Vereinfacht dargestellt, laufen bei der Absorption von Schwefeldioxid in der Waschlösung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren folgende Reaktionen bei den beiden Komponenten des Alkalialuminats ab, wenn das Alkalimetall durch Natrium gebildet wird Während das Natriumsulfit dabei in Lösung bleibt, flockt das Aluminiumsulfit aus. Voraussetzung ist dazu allerdings, daß die Waschlösung einen pEI-Wert im Bereich zwischen 6,4 und 8,0 aufweist. Auch ist es möglich, daß nicht neutrales Aluminiumsulfit, wie in dem vorstehend angegebenen vereinfachten Rekationsschema angegeben ist, sondern basisches Aluminiumsulfit ausfällt. Jedenfalls ist die Ausflockung des Aluminiumsulfits bei einem pH-Wert von weniger als 6,4 nur noch unvollständig und bei einem pH von weniger als 6,0 findet keine Ausfällung mehr statt.
• Das Aluminiumsulfit und die Flugasche in der Waschlösung werden z. B. durch Zentrifugieren oder Filtrieren von dem Natriumsulfit abgetrennt. Anschließend wird das abgetrennte Aluminiumsulfit in einem saueren Medium, z. B. in verdünnter Schwefelsäure, unter Einwirkung von Sauerstoff, z. B. Luftsauerstoff, zu Aluminiumsulfat nach folgendem Reaktionsschema oxidiert: von der Aluminiumsulfat-Lösung wird dann die Flugasche z. B. durch Filtrieren abgetrennt. Dadurch kann eine ca. 50 gewichtsprozentige Aluminiumsulfatlösung erhalten werden.
• Im Hinblick auf eine möglichst geringe im Kreislauf zu führende Waschwassermenge sollte die Konzentration des Alkalialuminats in der Waschlösung mindestens 0,5 Gewichtsprozent betragen. In der Praxis hat sich eine Konzentration von 3 bis 10 Gewichtsprozent bewährt. Die Konzentration kann jedoch auch höher sein und beispielsweise 20 Gewichtsprozent und mehr betragen.
• Neben der Möglichkeit, eine Waschlösung in hoher Konzentration einzusetzen, weist das erfindungsgemäße Verfahren den weiteren Vorteil auf, daß die Waschlösung aus einem Konzentrat mit relativ hohem Alkalialuminatgehalt herstellbar ist, wodurch die Transportkosten entsprechend herabgesetzt werden.
• So ist eine Natriumaluminatlösung mit einem Gehalt an Na2O und Al 203 von insgesamt 45 Gewichtsprozent ohne Stabilisator monatelang lagerbar. Die Herstellung dieses Konzentrats erfolgt dabei durch Lösen von Aluminiumhydroxid und Natronlauge in der Wärme, und zwar mit einem molaren Uberschuß an Natronlauge von bis zu 1,5, vorzugsweise 1,10 bis 1,30.
• Auch ist die Absorptionsfähigkeit der Alkalialuminat-Waschlösung für Schwefeldioxid hervorragend. So wird eine 95-bis 97-%ige Schwefeldioxid-Abscheidung aus dem Verbrennungsgas eines fossilen Brennstoffs mit einem Schwefelgehalt zwischen 0,001- und 4,5 % erzielt, wenn je kg abzuscheidendes Schwefeldioxid t bis 2 kg des erwähnten Konzentrats mit einem Gehalt an Na20 und Al203 von insgesamt 45 Gewichtsprozent und einem Natriumhydroxid-Uberschuß von 1,19 eingesetzt werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von den bekannten Verfahren im wesentlichen durch die Verwendung von Alkalialuminat als alkalische Waschlösung.
• Im übrigen entspricht das erfindungsgemäße Verfahren jedoch den üblichen Verfahren, bei denen als Waschlösung Natronlauge oder Soda verwendet wird, So kann auch das erfindungsgemäße Verfahren durch kontinuierliche Dosierung der Waschlösung kontinuierlich durchgeführt werden. Auch kann das erfindungsgemäße Verfahren mit den gleichen Vorrichtungen wie das mit Natronlauge betriebene Verfahren durchgeführt werden, also mit den gleichen Vorratsbehältern, Pumpen, Rohrleitungen, Sprühdüsen usw.
• Es wird lediglich noch eine Zentrifuge oder ein wirkungsähnlches Gerät benötigt, um die abgeschiedenen Aluminiumsulfitflocken abzutrennen.
• Der entscheidende Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Ausflockung des Aluminiumsulfits bei der Schwefeldioxidwäsche und damit der Möglichkeit der Trennung der das Schwefeldioxid bindenden Komponenten Natriumsulfit und Aluminiumsulfit begründet. Auf diese Weise kann nämlich das absorbierte Schwefeldioxid einer Wiederverwendung zugeführt werden. D. h. das Entsorgungsproblem ist gelöst.
• So ist es bei der Papierherstellung üblich, Alaun als Additiv zur Harzleimfixierung sowie zur pH-Wert-Einstellung einzusetzen. Alaun vergrößert nämlich die Affinität des Harzleins zur Faser und sorgt für einen schwach saueren pH-Wert und damit für eine Erhöhung der Wasserstoffbrückenbildung zwischen den Papierfasern. Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anfallende Aluminiumsulfit kann daher nach seiner Oxidation zu Aluminiumsulfat anstelle von Alaun als derartiges Additiv bei der Papierherstellung eingesetzt werden.
• Auch für das anfallende Natriumsulfit besteht eine Weiterverwendungsmöglichkeit. Es kann nämlich durch Weiterbehandlung mit Schwefeldioxid in Natriumbisulfit übergeführt werden, das als sogenannte Kochsäure zum Aufschluß von Holz zu Cellulose eingesetzt wird.

Claims (8)

1. Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgasen Patentansprüche 1. Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgasen, bei dem das Abgas einer Wäsche mit einer wässrigen alkalischen Lösung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als alkalische Lösung die Lösung eines Alkalialuminats mit den Komponenten (x20) . (Al203)m eingesetzt wird, wobei X für das Alkalimetall steht und n mindestens m ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von n : m bis zu 1,5 : 1 beträgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Alkalialuminats in der Waschlösung mindestens 0,5 Gewichtsprozent beträgt.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß X Natrium ist.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Wäsche aus der Waschlösung Aluminiumsulfit ausfällt und das Aluminiumsulfit von dem in der Waschlösung gelösten Alkalisulfit abgetrennt wird
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumsulfit zu Aluminiumsulfat oxidiert wird.
7. 7. Anwendung des nach Anspruch 6 gewonnenen Aluminiumsulfats als Additiv bei der Papierherstellung.
8. 8. Anwendung des nach Anspruch 5 gewonnen Alkalisulfits nach Behandlung mit Schwefeldioxid als Aufschlußmittel bei der Cellulosegewinnung aus Holz.