DE3531398A1 - Verfahren zur simultanen abscheidung von so(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) und no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) aus rauchgasen ohne zwangsanfall von abfallstoffen - Google Patents
Verfahren zur simultanen abscheidung von so(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) und no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) aus rauchgasen ohne zwangsanfall von abfallstoffenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur simultanen
Abscheidung von SO x und NO x aus Rauchgasen durch Absorption in
einer Natriumsulfit, Natriumcarbonat und Eisen-II-EDTA-Chelat
enthaltenden Lösung, partielle Auskristallisation der gebildeten
Salze und Aufarbeitung zu rückzuführendem Natriumcarbonat und zu
Schwefel oder Schwefelsäure ohne Zwangsanfall von Abfallstoffen.
Zur Reinigung von Rauchgasen sind zahlreiche Verfahren bekannt, die
jedoch mit hohen Investitions- und Betriebskosten und häufig noch
zusätzlichen Umweltproblemen belastet sind. So weist z. B. die
Kalkwäsche in Kombination mit der selektiven katalytischen Reduktion
(SCR) folgende Nachteile auf:
- Umweltbelastung durch Abbau von Kalkstein und durch Anfall von auf Deponien abzulagerndem Calciumsulfit bzw. Gips,
- hohe Katalysatorkosten bei relativ geringer Lebensdauer des Katalysators und ungeklärter Entsorgung des verbrauchten Katalysators,
- Ammoniak-Verbrauch und Belastung der Umwelt mit dem Ammoniak- Überschuß.
- Umweltbelastung durch Abbau von Kalkstein und durch Anfall von auf Deponien abzulagerndem Calciumsulfit bzw. Gips,
- hohe Katalysatorkosten bei relativ geringer Lebensdauer des Katalysators und ungeklärter Entsorgung des verbrauchten Katalysators,
- Ammoniak-Verbrauch und Belastung der Umwelt mit dem Ammoniak- Überschuß.
Es wurde daher versucht, in Kombination mit der Kalkwäsche die SCR
durch Bindung der Stickoxide an Eisen-II-Chelat und nachfolgende
Reduktion mit Sulfit zu ersetzen. Nachteilig hierbei erweist sich
jedoch die geringe Löslichkeit des Calciumsulfits, wodurch der
Einsatz eines zusätzlichen, leicht löslichen Reduktionsmittels
notwendig wird und somit erhöhte Kosten anfallen. Auch bleibt die
Belastung der Umwelt bestehen.
Gemäß einem weiteren Vorschlag werden die Schwefeloxide mit wässriger
Ammoniaklösung ausgewaschen und nach Oxidation als Ammoniumsulfat
abgegeben. Die Stickoxide werden zunächst durch Ozon zu NO2
oxidiert und schließlich als Ammoniummitrat abgegeben. Die anfallenden
Ammoniumsalze sind erfahrungsgemäß nur schwer verkäuflich;
außerdem ist die Bereitstellung von Ozon mit hohen Energiekosten
und dem Risiko des Entweichens in die Atmosphäre verbunden.
Es besteht daher ein dringender Bedarf für ein einfaches, wirtschaftliches
Verfahren zur Reinigung von Rauchgasen ohne Umweltbelastung
durch anfallende Salze, Emissionen von Schadstoffen und
Abbau von Rohstoffen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in
apparativ bewährter Weise mit möglichst preiswerten und vollständig
rückführbaren Chemikalien die Schwefel- und Stickoxide aus Rauchgasen
zu entfernen und in unschädlichen Stickstoff sowie in Schwefel
oder Schwefelsäure zu überführen, ohne Anfall auszuschleudernder
Produkte.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die im Rauchgas
enthaltenen Schwefel- und Stickoxide in einer Natriumsulfit,
Natriumcarbonat und Eisen-II-EDTA-Chelat enthaltenden Lösung absorbiert
werden, wobei
a) der obere Teil des Absorbers mit Natriumcarbonat-haltiger Lösung aus Stufe d) sowie mit rezirkulierter, dem mittleren Teil des Absorbers entnommener Absorptionslösung beschickt wird,
b) die im unteren Teil des Absorbers austretende Absorptionslösung im wesentlichen in Abwesenheit von Sauerstoff einer partiellen Verdampfungskristallisation unter gleichzeitiger Gewinnung von SO2 unterworfen wird,
c) die von den auskristallisierten Salzen befreite Absorptionslösung nach Reduktion des Eisen-III zu Eisen-II in den mittleren Teil des Absorbers unterhalb der Entnahme gemäß a) rückgeführt wird,
d) eine wässrige Lösung der auskristallisierten Salze in einer Absorptionskolonne mit gasförmigem Ammoniak beladen wird und in einer nachgeschalteten Fällkolonne durch Einleiten von CO2 zu Natriumhydrogencarbonat und Ammoniumsulfat umgesetzt wird, das Natriumhydrogencarbonat durch Filtration abgetrennt und durch nachfolgende partielle oder vollständige Verkochung in Natriumcarbonat- haltige Lösung überführt wird.
e) aus dem Filtrat aus Stufe d) Ammoniumsulfat auskristallisiert und dieses zu Ammoniak und Ammoniumhydrogensulfat und letzteres weiter zu weiterzuverarbeitendem Schwefeldioxid gespalten wird,
f) bei Unterschreiten der für die Reduktion des NO x erforderlichen Menge SO2 in dem zu reinigenden Rauchgas eine entsprechende Menge SO2 in den unteren Teil des Absorbers eingeführt wird, wobei dieses SO2 in Stufe b) und zusätzlich in Stufe e) erzeugt wird,
g) bei Überschreiten der für die Reduktion des NO x erforderlichen Menge SO2 in dem zu reinigenden Rauchgas das SO2 aus Stufe b), soweit notwendig, in den Absorber eingeführt und der Rest mit dem aus Stufe e) vereinigt wird.
a) der obere Teil des Absorbers mit Natriumcarbonat-haltiger Lösung aus Stufe d) sowie mit rezirkulierter, dem mittleren Teil des Absorbers entnommener Absorptionslösung beschickt wird,
b) die im unteren Teil des Absorbers austretende Absorptionslösung im wesentlichen in Abwesenheit von Sauerstoff einer partiellen Verdampfungskristallisation unter gleichzeitiger Gewinnung von SO2 unterworfen wird,
c) die von den auskristallisierten Salzen befreite Absorptionslösung nach Reduktion des Eisen-III zu Eisen-II in den mittleren Teil des Absorbers unterhalb der Entnahme gemäß a) rückgeführt wird,
d) eine wässrige Lösung der auskristallisierten Salze in einer Absorptionskolonne mit gasförmigem Ammoniak beladen wird und in einer nachgeschalteten Fällkolonne durch Einleiten von CO2 zu Natriumhydrogencarbonat und Ammoniumsulfat umgesetzt wird, das Natriumhydrogencarbonat durch Filtration abgetrennt und durch nachfolgende partielle oder vollständige Verkochung in Natriumcarbonat- haltige Lösung überführt wird.
e) aus dem Filtrat aus Stufe d) Ammoniumsulfat auskristallisiert und dieses zu Ammoniak und Ammoniumhydrogensulfat und letzteres weiter zu weiterzuverarbeitendem Schwefeldioxid gespalten wird,
f) bei Unterschreiten der für die Reduktion des NO x erforderlichen Menge SO2 in dem zu reinigenden Rauchgas eine entsprechende Menge SO2 in den unteren Teil des Absorbers eingeführt wird, wobei dieses SO2 in Stufe b) und zusätzlich in Stufe e) erzeugt wird,
g) bei Überschreiten der für die Reduktion des NO x erforderlichen Menge SO2 in dem zu reinigenden Rauchgas das SO2 aus Stufe b), soweit notwendig, in den Absorber eingeführt und der Rest mit dem aus Stufe e) vereinigt wird.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß für die Absorption der
Schwefel- und Stickoxide keineswegs reine, Sulfit in definierter
Konzentration enthaltende Lösungen erforderlich sind. Vielmehr
konnte beobachtet werden, daß die Absorption durch Verwendung der
die verschiedensten, im Prozeß anfallenden Natriumsalze enthaltenden
Lösung, wie sie z. B. in der DE-PS 18 07 926 angegeben ist, der lediglich
aus dem Gesamt-Prozeß stammendes Natriumcarbonat zugesetzt
wird, verbessert wird. Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren
sind jedoch die erfindungsgemäße Zirkulation der diversen Teilströme
der Absorptionslösungen, die Verweilzeit, die Temperaturen und die
Relation zwischen SO x - und NO x -Gehalt.
Letzteres bedeutet jedoch nicht, daß im zu reinigenden Rauchgas ein
bestimmtes SO x /NO x -Verhältnis vorgegeben sein muß, vielmehr
zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß Rauchgase
mit jeglichem, beliebigen SO x /NO x -Verhältnis vollständig
gereinigt werden können. Da im Prozeß SO2 bei der Aufarbeitung der
Absorptionslösung während der Verdampfungskristallisation und bei
der Ammoniumhydrogensulfat-Spaltung anfällt, wird ein eventuelles
SO2-Defizit in dem zu reinigenden Rauchgas durch Zufuhr von prozeßeigenem
SO2 ausgeglichen. Bei SO2-Überschuß im Rauchgas wird das
SO2 aus der Verdampfungskristallisation hingegen zusammen mit dem
aus der Ammoniumhydrogensulfat-Spaltung zu Schwefelsäure oder
Schwefel verarbeitet.
Bei Einhaltung der erfindungsgemäß beanspruchten Bedingungen werden
die Stickoxide im wesentlichen in unschädlichen Stickstoff überführt.
Die Bildung der in der Literatur beschriebenen, aber unerwünschten
N-S-Verbindungen, wie z. B. Imidosulfonat, konnte überraschenderweise
weitgehendst vermieden werden. Die dennoch entstehenden
geringen Mengen an N-S-Verbindungen verbleiben aufgrund
ihrer guten Löslichkeit in der Absorptionslösung. Zur Vermeidung
einer Anreicherung wird ein Teil der von den auskristallisierten
Salzen befreiten Absorptionslösung aus der Verdampfungskristallisation
in die Ammoniumhydrogensulfat-Spaltung eingespeist und dort
mit zersetzt. Unter gewissen Voraussetzungen kommt auch eine direkte
oder indirekte Einführung in den Verbrennungsraum des Kessels der
Kraftwerksanlage in Betracht.
Hierin ist ein wesentlicher Vorteil zu sehen, da eine separate und
zweifelsohne schwierige Aufarbeitung dieser äußerst leicht löslichen
N-S-Verbindungen somit entfällt.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist die Beschränkung des laufenden Chemikalien-Verbrauchs im wesentlichen
auf den Ausgleich der bei jeglichen Verfahren auftretenden Verluste.
Der für die Ammoniumhydrogensulfat-Spaltung erforderliche
kohlenstoffhaltige Brennstoff ist vorzugsweise der gleiche wie der
für die Kesselanlage, der das Rauchgas entstammt, und steht somit
preiswert zur Verfügung. Insbesondere sind keine teuren und anfälligen
Katalysatoren und ständig zu erneuernde Absorptionsmittel, wie
z. B. Kalkstein erforderlich, die letzlich auch noch als kaum
verkaufsfähige Salze deponiert werden müssen.
Während die Stickoxide hauptsächlich in unschädlichen Stickstoff
umgewandelt werden, fällt der gesamte in den Schwefeloxiden enthaltene
Schwefel als elementarer Schefel oder als Schwefelsäure an,
Produkte, für die ein noch immer steigender Absatzmarkt besteht. Die
den Prozeß verlassenden Rauchgase enthalten noch max. 200 mg/m3
i. N. an Schwefeloxiden und max. 200 mg/m3 i. N. an Stickoxiden, in
den meisten Fällen sogar deutlich weniger, und keine prozeßbedingten
Emissionen, wie Ammoniak oder Ozon.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand des Fließschemas
näher erörtert.
Das zu reinigende Rauchgas (1) wird, bevorzugt nach Passieren eines
Elektrofilters, eines oder mehrerer Wärmetauscher und eines
Vorwäschers, im Gegen-Sturm zu der Absorptionslösung durch den
Absorber (2) geleitet. Dieser besteht bevorzugt aus einem Waschturm
mit zwei Zonen (2 a) und (2 b). Gegebenenfalls, z. B. zur Einhaltung
einer maximalen Bauhöhe, können aber auch zwei kleinere Waschtürme
hintereinandergeschaltet werden. Eine Mehrzahl von Verteilungsdüsen
sowie Einbauten sorgen für den nötigen Kontakt zwischen Gas und
Absorptionslösung sowie für optimale Verweilzeit.
Diese hängt von den Temperaturbedingungen ab. Bei einer Austrittstemperatur
der Absorptionslösung von 32 bis 83°C beträgt die
Verweilzeit der Rauchgase im Absorber 0,1 bis 0,5 sec, vorzugsweise
0,5 bis 2 sec.
Während die Temperatur der einzuführenden Absorptionslösung im
allgemeinen der der Pufferbehälter entspricht, kann die des zu
reinigenden Rauchgases je nach Brennstoffqualität und Verbrennungsbedingungen
in weiten Grenzen variieren. Die Vorschaltung mindestens
eines Wärmetauschers, der dem Rauchgas die für eine Wiederaufheizung
benötigte Abwärme entzieht und der gleichzeitig zur Erzeugung des im
Prozeß benötigten Dampfes dienen kann, ist daher von Vorteil, da er
zu einer Absenkung der Temperatur im Absorber führt.
Dem oberen Bereich der Zone (2 a) wird aus dem Prozeß stammende
Natriumcarbonat-haltige Lösung zugeführt (4). Ein gewisser Gehalt an
Natriumhydrogencarbonat stört nicht. Die Menge dieser Lösung ist so
zu bemessen, daß das für die Entfernung des SO2 gemäß der hier
idealisierten Gleichung
erforderliche Natriumcarbonat in der Absorptionslösung zur Verfügung
steht.
Außerdem wird ein Teil der Absorptionslösung im unteren Bereich der
Zone (2 a) abgezogen und im oberen Bereich der Zone (2 a) wieder
eingeführt. Dieser Teil der Absorptionslösung ist bereits in Berührung
mit dem zu reinigenden Rauchgas gekommen und enthält gemäß obiger
Gleichung eine gewisse Menge Natriumsulfit. Diese ist für den weiteren
Verlauf der Absorption wesentlich, wobei der Mindestgehalt an
Natriumsalzen 20%, vorzugsweise 25% beträgt.
Der restliche Teil der Absorptionslösung (5) gelangt vom unteren
Bereich der Zone (2 a) in den oberen der Zone (2 b). Hier wird
außerdem die von einem Teil der enthaltenen Salze befreite und
regenerierte Absorptionslösung (6) eingespeist. Diese Zone dient
hauptsächlich der Entstickung, während die Entschwefelung im
wesentlichen in Zone (2 a) erfolgt. Eine strikte Trennung ist
jedoch nicht gegeben.
Die von Schwefel und Stickoxiden befreiten Rauchgase gelangen über
Leitung (7) nach Erwärmung durch Wärmetausch mit ungereinigten
Rauchgasen und gegebenenfalls weiteren Maßnahmen zum Kamin.
Vom unteren Bereich der Zone (2 b) fließt die Absorptionslösung in
einen Verdampfungskristallisator (8). Hier wird neben kleineren
Mengen anderer Schwefel-Sauerstoff-Verbindungen die Hauptmenge des
in Zone (2 b) gemäß den idealisierten Gleichungen
gebildeten Natriumsulfats ausgeschieden. Die Auskristallisation der
Salze erfolgt unter gleichzeitiger Gewinnung von SO2 aus dem ebenfalls
enthaltenen Hydrogensulfit durch Verdampfungskristallisation
bei ca. 95°C unter einem Druck von etwa 0,3 bar. Der hierfür
benötigte Dampf kann z. B. durch Wärmetausch mit dem zu reinigenden
Rauchgas erzeugt werden. In der Verdampfungskristallisation und in
der nachfolgenden Trennstufe (9) sollte im wesentlichen die Abwesenheit
von Sauerstoff vermieden werden.
Die ausgeschiedenen Salze werden in üblicher Weise abgetrennt (9)
und die oberflächlich anhaftenden Restmengen Absorptionslösung durch
wenig Wasser verdrängt.
Die von den Salzen befreite Lösung gelangt in einen Vorrats- und
Regenerierbehälter (10). Hier werden die trotz Vorliegen von Sulfit
durch Oxidation mit im Rauchgas vorhandenem Sauerstoff gebildeten
dreiwertigen Eisen-Ionen durch Sulfit und gegebenenfalls durch Zugabe
von Natriumdithionit (11) wieder in die zweiwertige Form überführt.
Die Verwendung eines anderen Reduktionsmittels, z. B. Ascorbinsäure,
ist möglich. Außerdem werden durch Zugabe frischer Eisen-IIEDTA-
Chelat-Lösung (12) Verluste ausgeglichen und ein Eisen-II-Chelat-
Gehalt von 0,005 bis 0,3 mol/l, vorzugsweise 0,01 bis 0,15 mol/l,
eingestellt. Der Chelat-Gehalt ist abhängig von der Stickoxid-
Konzentration des zu reinigenden Rauchgases. Des weiteren kann eine
Einstellung des pH-Wertes auf 4 bis 8, vorzugsweise 4,5 bis 6,5,
durch Zugabe der bereits erwähnten, aus dem Prozeß stammenden
Natriumcarbonat-haltigen Lösung (13) erfolgen.
Die abgetrennten Salze werden in einen Behälter (14) überführt und
in Wasser (15) gelöst. Die so erhaltene wässrige Lösung wird in
einer Absorptionskolonne (16) mit gasförmigem Ammoniak beladen,
so daß eine Lösung mit etwa 250 g/l Natriumsulfat und etwa 80 g/l
Ammoniak entsteht, und diese in einer nachgeschalteten Fällkolonne
(17) durch Einleiten von CO2 zu Natriumhydrogencarbonat und
Ammoniumsulfat umgesetzt. Das benötigte Ammoniak-Gas stammt zu etwa
der Hälfte aus dem Prozeß, und zwar aus der Ammoniumsulfat-Spaltung
(22). Der CO2-Bedarf wird bevorzugt zu etwa der Hälfte (18 b) durch
Rückführung des in der Verkochung (20) freigesetzten CO2 und die
andere Hälfte (18 a) durch Abzweigen eines Teils des gereinigten
Rauchgases (7) gedeckt.
Das relativ schwer lösliche Natriumhydrogencarbonat wird durch
Filtration (19) von dem Ammoniumsulfat abgetrennt und durch nachfolgende
Verkochung bzw. Behandlung mit Dampf (20) in eine
Natriumcarbonat-haltige Lösung überführt, die, wie bereits erwähnt,
in den Rauchgasabsorptionsprozeß rückgeführt wird. Bevorzugt wird
das gesamte Hydrogencarbonat in Carbonat überführt, gegebenenfalls
kann aber auch ein Teil abgezweigt und der Natriumcarbonat-haltigen
Lösung nach der Verkochung (20) wieder zugesetzt werden.
Aus dem Filtrat wird durch Kristallisation (21) das Ammoniumsulfat
gewonnen und dieses durch Erhitzen auf 100-450°C, vorzugsweise
300-400°C, in Ammoniumhydrogensulfat und Ammoniak, welches in die
Absorptionskolonne (16) rückgeführt wird, gespalten (22).
Das Ammoniumhydrogensulfat wird zusammen mit einem Teil der in der
Trennstufe (9) von den auskristallisierten Salzen befreiten Lösung
bei 800 bis 1250°C, vorzugsweise 950 bis 1150°C, in Gegenwart
eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes (27) reduktiv zersetzt (23).
Wärmelieferant ist der gleichzeitig als Reduktionsmittel dienende
Brennstoff.
Das hierbei gebildete Schwefeldioxid wird, gegebenenfalls zusammen
mit aus der Verdampfungskristallisation (8) stammendem, in bekannter
Weise zu Schwefelsäure oder zu Schwefel weiterverarbeitet (24).
Wie aus den zuvor, im Zusammenhang mit den Zonen (2 a) und (2 b) des
Absorbers angeführten Gleichungen ersichtlich, ist für die Umsetzung
eines Mols NO ein Mol Sulfit erforderlich. Dies bedeutet, daß unter
Berücksichtigung von Nebenreaktionen in dem zu reinigenden Rauchgas
ein SO x /NO x -Verhältnis von mindestens 1,2 zu 1 vorliegen muß, um
einen störungsfreien Reinigungsprozeß sicherzustellen. Im allgemeinen
liegt ein solches Mindestverhältnis im Rauchgas auch vor. Sollte jedoch,
z. B. bei Einsatz besonders schwefelarmer Brennstoffe, dieses
Verhältnis unterschritten werden, so wird zusätzlich SO2 direkt
(25) in den unteren Bereich der Absorptionszone (2 b) und/oder
indirekt (26) über den Vorrats- und Regenerierbehälter (10) eingespeist.
Bei Einführung in den Vorrats- und Regenerierbehälter (10)
verringert sich, wohl infolge von Sulfit-Bildung, sogar der Natriumdithionit-
Bedarf (11).
Dieses SO2 wird vorzugsweise aus dem in der aus der Absorptionsstufe
(2 b) abfließenden Absorptionslösung enthaltenen Natriumhydrogensulfit
bei der Verdampfungskristallisation (8) gemäß
gewonnen. Eventuell zusätzlich benötigtes SO2 wird von dem in der
Ammoniumhydrogensulfat-Spaltung (23) erzeugten abgezweigt. Umgekehrt
wird bei Überschreiten der für die NO x -Reduktion erforderlichen
Menge SO2 in dem zu reinigenden Rauchgas das aus dem Hydrogensulfit
gewonnenen SO2 nur soweit erforderlich in den Absorber eingeleitet,
während der Rest direkt in die Weiterverarbeitung (24) gelangt.
Auf diese Weise erhält das erfindungsgemäße Verfahren eine außerordentliche
Flexibilität, da unabhängig von dem im Absorber erforderlichen
SO x /NO x -Verhältnis Rauchgase mit jeglichem beliebigen
SO x /NO x -Verhältnis vollständig gereinigt werden können.
Da Natriumsulfat und Natriumcarbonat leicht zu transportieren sind,
ist auch die Möglichkeit gegeben, eine einzige Aufarbeitungsanlage,
bestehend aus den Stufen (14) bis (24), mehreren örtlich getrennten
Rauchgas-Reinigungsanlagen, bestehend aus den Stufen (1) bis (12),
nachzuschalten.
Prinzipiell läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch bei
Einsatz anderer Alkali- oder Erdalkalisalze, z. B. Calcium-Salze,
anwenden. Aufgrund ihrer Löslichkeitseigenschaften und ihres
günstigen Preises werden jedoch Natriumsalze bevorzugt.
Claims (14)
1. Verfahren zur simultanen Abscheidung von SO x und NO x aus
Rauchgasen durch Absorption in einer Natriumsulfit, Natriumcarbonat
und Eisen-II-EDTA-Chelat enthaltenden Lösung, Rückführung
der Absorptionslösung und Rückgewinnung des aus dem
Rauchgas entfernten SO x als Schwefelsäure oder Schwefel,
dadurch gekennzeichnet, daß
a) der obere Teil des Absorbers mit Natriumcarbonat-haltiger
Lösung aus Stufe d) sowie mit rezirkulierter, dem mittleren
Teil des Absorbers entnommener Absorptionslösung beschickt
wird,
b) die im unteren Teil des Absorbers austretende Absorptionslösung
im wesentlichen in Abwesenheit von Sauerstoff einer
partiellen Verdampfungskristallisation unter gleichzeitiger
Gewinnung von SO2 unterworfen wird,
c) die von dem auskristallisierten Salzen befreite Absorptionslösung
nach Reduktion des Eisen-III zu Eisen-II in den
mittleren Teil des Absorbers unterhalb der Entnahme gemäß a)
rückgeführt wird,
d) eine wässrige Lösung der auskristallisierten Salze in einer
Absorptionskolonne mit gasförmigem Ammoniak beladen wird und
in einer nachgeschalteten Fällkolonne durch Einleiten von
CO2 zu Natriumhydrogencarbonat und Ammoniumsulfat umgesetzt
wird, das Natriumhydrogencarbonat durch Filtration abgetrennt
und durch nachfolgende partielle oder vollständige Verkochung
in Natriumcarbonat-haltige Lösung überführt wird.
e) aus dem Filtrat aus Stufe d) Ammoniumsulfat auskristallisiert
und dieses zu Ammoniak und Ammoniumhydrogensulfat und
letzteres weiter zu weiterzuverarbeitendem Schwefeldioxid
gespalten wird,
f) bei Unterschreiten der für die Reduktion des NO x erforderlichen
Menge SO2 in dem zu reinigenden Rauchgas eine
entsprechende Menge SO2 in den unteren Teil des Absorbers
eingeführt wird, wobei dieses SO2 in Stufe b) und zusätzlich
in Stufe e) erzeugt wird,
g) bei Überschreiten der für die Reduktion des NO x erforderlichen
Menge SO2 in dem zu reinigenden Rauchgas das SO2
aus Stufe b), soweit notwendig, in den Absorber eingeführt
und der Rest mit dem aus Stufe e) vereinigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in Stufe a)
die zu rezirkulierende Absorptionslösung mindesten 20%, vorzugsweise mindestens 25% Natriumsalze enthält und soviel Natriumcarbonat- haltige Lösung zugegeben wird, wie für die Entfernung des SO x erforderlich,
in Stufe c)
die Reduktion des Eisen-III durch Sulfit und/oder Natriumdithionit erfolgt und die Absorptionslösung auf einen pH-Wert von 4 bis 8, vorzugsweise 4,5 bis 6,5 und einen Fe-II-Chelat-Gehalt von 0,005 bis 0,3 mol/l, vorzugsweise von 0,01 bis 0,15 mol/l durch Zugabe frischer Eisen-II-EDTA-Chelat-Lösung eingestellt wird,
in Stufe d)
in der Absorptionskolonne eine etwa 250 g/l Natriumsulfat und etwa 80 g/l Ammoniak enthaltende Lösung gebildet wird, wobei das Ammoniak etwa zur Hälfte aus Stufe e) stammt und das in die Fällkolonne eingeleitete CO2 zum Teil aus der Vorkochung und zum Teil aus gereinigtem Rauchgas aus Stufe a) stammt, und in Stufe e)
die Spaltung zu Ammoniumhydrogensulfat bei 100 bis 450°C, vorzugsweise 300 bis 400°C, und die zu Schwefeldioxid in Gegenwart eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes bei 800 bis 1250°C, vorzugsweise 950 bis 1150 C erfolgt.
die zu rezirkulierende Absorptionslösung mindesten 20%, vorzugsweise mindestens 25% Natriumsalze enthält und soviel Natriumcarbonat- haltige Lösung zugegeben wird, wie für die Entfernung des SO x erforderlich,
in Stufe c)
die Reduktion des Eisen-III durch Sulfit und/oder Natriumdithionit erfolgt und die Absorptionslösung auf einen pH-Wert von 4 bis 8, vorzugsweise 4,5 bis 6,5 und einen Fe-II-Chelat-Gehalt von 0,005 bis 0,3 mol/l, vorzugsweise von 0,01 bis 0,15 mol/l durch Zugabe frischer Eisen-II-EDTA-Chelat-Lösung eingestellt wird,
in Stufe d)
in der Absorptionskolonne eine etwa 250 g/l Natriumsulfat und etwa 80 g/l Ammoniak enthaltende Lösung gebildet wird, wobei das Ammoniak etwa zur Hälfte aus Stufe e) stammt und das in die Fällkolonne eingeleitete CO2 zum Teil aus der Vorkochung und zum Teil aus gereinigtem Rauchgas aus Stufe a) stammt, und in Stufe e)
die Spaltung zu Ammoniumhydrogensulfat bei 100 bis 450°C, vorzugsweise 300 bis 400°C, und die zu Schwefeldioxid in Gegenwart eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes bei 800 bis 1250°C, vorzugsweise 950 bis 1150 C erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verweilzeit der Rauchgase im Absorber bei einer Austrittstemperatur
der Absorptionslösung von 32 bis 83°C 0,1 bis 5 sec,
vorzugsweise 0,5 bis 2 sec beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die für die Reduktion des NO x erforderliche
Mindestmenge SO2 1,2 mol pro mol NO x beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil der von auskristallisierten Salzen
befreiten Absorptionslösung aus Stufe b) in die Ammoniumhydrogensulfatspaltung
der Stufe e) oder gegebenenfalls direkt oder
indirekt in den Verbrennungsraum des Kessels eingespeist wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß aus dem Schwefeldioxid aus Stufe e) und
gegebenenfalls aus Stufe b) Schwefelsäure oder Schwefel
hergestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der für den Prozeß benötigte Dampf zumindest
teilweise durch Wärmetausch mit dem zu reinigenden Rauchgas
erzeugt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853531398 DE3531398A1 (de) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | Verfahren zur simultanen abscheidung von so(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) und no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) aus rauchgasen ohne zwangsanfall von abfallstoffen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853531398 DE3531398A1 (de) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | Verfahren zur simultanen abscheidung von so(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) und no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) aus rauchgasen ohne zwangsanfall von abfallstoffen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3531398A1 true DE3531398A1 (de) | 1987-03-05 |
Family
ID=6280007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853531398 Withdrawn DE3531398A1 (de) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | Verfahren zur simultanen abscheidung von so(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) und no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) aus rauchgasen ohne zwangsanfall von abfallstoffen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3531398A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4957716A (en) * | 1988-11-21 | 1990-09-18 | Electric Power Research Institute, Inc. | Method for removal of SO2 and NOx from combustion gases by metal chelation and thermal reduction |
CN1038311C (zh) * | 1993-05-11 | 1998-05-13 | 华东理工大学 | 改进的络合铁法从气体混合物中脱除硫化物 |
US7405069B2 (en) | 2002-04-08 | 2008-07-29 | Akzo Nobel N.V. | Method for removing a nitrogen oxide from a gas |
-
1985
- 1985-09-03 DE DE19853531398 patent/DE3531398A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4957716A (en) * | 1988-11-21 | 1990-09-18 | Electric Power Research Institute, Inc. | Method for removal of SO2 and NOx from combustion gases by metal chelation and thermal reduction |
CN1038311C (zh) * | 1993-05-11 | 1998-05-13 | 华东理工大学 | 改进的络合铁法从气体混合物中脱除硫化物 |
US7405069B2 (en) | 2002-04-08 | 2008-07-29 | Akzo Nobel N.V. | Method for removing a nitrogen oxide from a gas |
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