DE3803631C2

DE3803631C2 - Process for controlling the crystal growth, the filterability and the drainability of flue gas gypsum

Info

Publication number: DE3803631C2
Application number: DE19883803631
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dr Kronschnabel; Thomas Dipl Ing Schmidt; Martin Dipl Ing Hinrichs
Original assignee: KRC Umwelttechnik GmbH
Current assignee: NOELL-KRC UMWELTTECHNIK GMBH, 8700 WUERZBURG, DE
Priority date: 1988-02-06
Filing date: 1988-02-06
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2008-02-07
Also published as: DE3803631A1

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Ver fahren zur Steuerung des Kristallwachstums, der Fil trierbarkeit und der Entwässerbarkeit von Rauchgas gips aus nassen Rauchgasentschwefelungsanlagen, bei denen dem System grobkörniger Rauchgasgips über einen Hydrozyklon entzogen wird.The present invention relates to a Ver drive to control the crystal growth, the fil portability and drainability of flue gas gypsum from wet flue gas desulfurization plants, at that the system of coarse-grained flue gas gypsum over one Hydrocyclone is withdrawn.

In nassen Rauchgasentschwefelungsanlagen entsteht aus dem alkalisch absorbierten Schwefeldioxid insbe sondere unter oxidierenden Bedingungen und den zur Verfügung gestellten Calciumionen andererseits Calciumsulfat, welches als schwerlösliches Calcium sulfatdihydrat ausfällt und als sogenannter Rauch gasgips aus dem System abgetrennt wird. Dabei ist es sehr erwünscht, daß dieser Rauchgasgips möglichst grobkörnig anfällt, da er dann leichter filtrierbar, entwässerbar und weiterverarbeitbar ist. Dazu ist es notwendig, daß die Rauchgasgipskristalle zu einer ausreichenden Größe anwachsen können, ehe sie dem System entzogen werden. Meist folgt die Abtrennung des grobkörnigen Rauchgasgipses über einen Hydro zyklon, welchem man einen Hydrozyklonunterlauf mit relativ hohem Feststoffgehalt grobkörniger Kristalle sowie einen Hydrozyklonoberlauf mit geringerem Fest stoffgehalt und feinerkörnigem Gips entnehmen kann. Der Hydrozyklonoberlauf wird in das System zurückge führt, so daß die feinerkörnigen Rauchgasgips kristalle die Möglichkeit haben, weiterzuwachsen und dabei der wäßrigen Phase neugebildetes Calciumsulfat zu entziehen. Das Ausschleusen des gröberkörnigen Rauchgasgipses wird im allgemeinen gesteuert über die Dichte der Suspension, weil nur dadurch gewähr leistet ist, daß die aus dem absorbierten Schwefel dioxid gebildete Menge an neuem Calciumsulfat in gleichem Maße aus dem System herausgeholt wird. Dies führt jedoch dazu, daß bei schwankenden Belastungen der Rauchgasentschwefelungsanlage sowohl von der Last als auch von der Belastung des Brennmaterials mit Schwefel unterschiedliche Verweilzeiten der Cal ciumsulfatkristalle in dem System in Kauf genommen werden müssen. Dies wiederum führt dazu, daß in Ab hängigkeit von der Verweilzeit das Kristallwachstum mehr oder weniger voranschreiten kann und demzufolge unterschiedliche durchschnittliche Kristallgrößen entstehen. Dies wiederum hat zur Folge, daß nicht nur das Kristallwachstum, sondern auch die Filtrier barkeit und Entwässerbarkeit des abgetrennten Rauch gasgipses erheblichen Schwankungen unterliegen kann.Is created in wet flue gas desulfurization plants from the alkaline absorbed sulfur dioxide in particular especially under oxidizing conditions and for Calcium ions provided on the other hand Calcium sulfate, which is a poorly soluble calcium sulfate dihydrate fails and as a so-called smoke gas gypsum is separated from the system. It is very desirable that this flue gas gypsum if possible coarse-grained because it is easier to filter, is dewaterable and processable. It is for that necessary that the flue gas gypsum crystals to a sufficient size to grow before it System are withdrawn. The separation usually follows the coarse-grained flue gas gypsum over a hydro cyclone, which one with a hydrocyclone underflow relatively high solids content of coarse-grained crystals and a hydrocyclone overflow with less solid substance content and fine-grained gypsum. The hydrocyclone overflow is returned to the system leads, so that the fine-grained flue gas crystals have the opportunity to continue growing and calcium sulfate newly formed in the aqueous phase to withdraw. The discharge of the coarser-grained Flue gas gypsum is generally controlled via the density of the suspension because this is the only way to guarantee does that from the absorbed sulfur amount of new calcium sulfate formed in is taken out of the system to the same extent. This however leads to fluctuating loads the flue gas desulfurization system from both the Load as well as the load on the fuel with sulfur different residence times of the Cal ciumsulfate crystals in the system accepted Need to become. This in turn leads to the fact that in Ab depending on the residence time the crystal growth can progress more or less and consequently different average crystal sizes arise. This in turn means that not only the crystal growth, but also the filter Availability and drainability of the separated smoke gas plaster can be subject to considerable fluctuations.

Insbesondere bei Verwendung von Kalkstein als Absorp tionsmittel und beim Einbringen von Schlamm aus Ab wasseraufbereitungsanlagen in den Prozeß werden unter schiedliche Mengen von feinstteiligen Verunreini gungen in das System eingebracht. Diese Verunreini gungen bzw. inerte Partikel, die zum Teil zwar als Kristallisationskeime wirken können, sich aber auch beim Kristallisationsprozeß inert verhalten können, führen bei zu starker Anreicherung dazu, daß die mittlere Korngröße stark absinkt. Beim Ausschleusen von Rauchgasgips über den Hydrozyklonunterlauf führt der höhere Feinkornanteil im Zulauf zu einem erhöhten Mitriß dieser Partikel in den Unterlauf, zum anderen zu einer Anreicherung der Feinkornpartikel im Prozeß durch die Rückführung über den Hydrozyklonoberlauf. Dies führt zu einer sich rasch verschlechternden Filtrierbarkeit und Entwässerbarkeit des ausgeschleus ten Rauchgasgipses. Ein derartiger Rauchgasgips er fordert nicht nur größere Mengen Energie und längere Zeiten zum Trocknen, sondern weist meist auch schlechtere Eigenschaften bezüglich der Weiterverar beitbarkeit beispielsweise zu Baustoffen auf.Especially when using limestone as an absorbent agent and when introducing sludge from Ab Water treatment plants in the process are under different amounts of finely divided contaminants in the system. This Verunreini or inert particles, some of which as Crystallization nuclei can act, but also can be inert during the crystallization process, lead to excessive enrichment that the medium grain size drops sharply. When discharging leads from flue gas gypsum over the hydrocyclone underflow the higher proportion of fine grain in the feed to an increased Taking these particles into the lower reaches, on the other to enrich the fine grain particles in the process by recycling via the hydrocyclone overflow. This leads to a rapidly deteriorating Filterability and drainage of the discharged flue gas plaster. Such a flue gas plaster he not only requires larger amounts of energy and longer ones Times to dry, but mostly also shows poorer properties with regard to further processing workability, for example, on building materials.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, das Kristallwachstum, die Filtrierbarkeit und die Entwässerbarkeit von Rauchgasgips aus nassen Rauch gasentschwefelungsanlagen, bei denen dem System grob körniger Rauchgasgips über einen Hydrozyklon entzogen wird, so zu steuern, daß auch bei schwankenden Be lastungen und damit schwankenden Verweilzeiten der Suspension im System dennoch ein gleichmäßiger und grobkörniger Rauchgasgips entnommen werden kann.The object of the invention is therefore to crystal growth, filterability and Drainability of flue gas gypsum from wet smoke gas desulfurization plants, where the system is rough granular flue gas gypsum extracted via a hydrocyclone is to be controlled so that even with fluctuating loading loads and thus fluctuating dwell times of the Suspension in the system is still an even and coarse-grained flue gas gypsum can be removed.

Diese Aufgabe kann dadurch gelöst werden, daß der Suspension des Hydrozyklonoberlaufs dauernd oder in Intervallen mindestens ein Teil der feinerkörnigen Festteile entzogen und nur die verbleibende wäßrige Phase der Suspension in das System zurückgeführt wird.This problem can be solved in that the Suspension of the hydrocyclone overflow continuously or in Intervals at least part of the fine-grained Solid parts removed and only the remaining aqueous Phase of the suspension returned to the system becomes.

Dabei ist es prinzipiell möglich, diese feinerkörni gen Festteile durch einen zweiten Hydrozyklon, einen Eindicker oder einen Filter zu entziehen. Bei Verwen dung des zweiten Hydrozyklons oder eines Eindickers wird dem System insbesondere eine Fraktion mit mittel großen Teilchen entzogen, während die feinsten Teil chen zusammen mit der wäßrigen Phase in das System zurückgeführt werden. Bei Verwendung von Filtern werden hingegen nahezu alle Feststoffanteile des Hydrozyklonoberlaufs dem System entzogen. Dies hat zur Folge, daß bei Entzug der gleichen Gewichtsmenge Feststoff aus dem Hydrozyklonoberlauf eine wesentlich höhere Teilchenzahl entzogen wird, die als Kristalli sationskeim wirken kann. Hierdurch wird somit das Kristallwachstum der verbliebenen feinerkörnigen Festteile in der Supension stärker beschleunigt als wenn zwar die gleiche Gewichtsmenge durch einen Hydrozyklon oder Eindicker entzogen wird, jedoch die Anzahl der zurückgeführten Teilchen immer noch rela tiv groß ist.In principle, it is possible to fine-grained solid parts by a second hydrocyclone, one To remove thickener or a filter. When used the second hydrocyclone or a thickener the system is a fraction with medium large particles, while the finest part Chen together with the aqueous phase in the system to be led back. When using filters however, almost all solid parts of the Hydrocyclone overflow withdrawn from the system. this has with the result that when the same amount of weight is withdrawn Solid from the hydrocyclone overflow an essential higher particle number is withdrawn than crystalli germ can act. This will make it Crystal growth of the remaining fine-grained Fixed parts accelerated faster in the suspension than if the same amount of weight by one Hydrocyclone or thickener is withdrawn, however Number of particles returned still rela tiv is large.

Dieser Nachteil des Entziehens von feinerkörnigen Festteilen durch einen zweiten Hydrozyklon oder einen Eindicker wird jedoch gegebenenfalls dadurch ausge glichen, daß die abgetrennte Fraktion mit mittlerer Teilchengröße sehr gut geeignet ist, nach einer Phase weiteren Kristallwachstums in das System zurückge führt zu werden. Diese Phase des weiteren Kristall wachstums kann beispielsweise durchgeführt werden in einem gerührten oder umgepumpten Zwischengefäß, welches insbesondere bei absinkenden Temperaturen verstärktes Kristallwachstum ermöglicht.This disadvantage of depriving fine-grained Partition by a second hydrocyclone or However, this may result in thickening compared that the separated fraction with medium Particle size is very suitable after one phase further crystal growth returned to the system to be led. This phase of the further crystal growth can be done for example in a stirred or pumped intermediate vessel, which is especially true when temperatures drop allows increased crystal growth.

Bei der Abtrennung der feinerkörnigen Festteile mit Hilfe eines Filters bietet sich hingegen an, die abgetrennte Fraktion separat zu trocknen und/oder weiterzuverarbeiten, wobei es je nach Verwendungs zweck der Hauptfraktion des abgetrennten gröberkörni gen Rauchgasgipses möglich ist, diesem auch die rela tiv geringe Menge der separat getrockneten Fraktion feinerkörnigen Materials beizumischen. Nach dem Fil trieren und Trocknen der gröberkörnigen Rauchgasgips fraktion braucht es nämlich nicht mehr unbedingt störend zu sein, feinerkörniges Material zuzumischen.When separating the fine-grained solid parts with With the help of a filter, on the other hand, the separate fraction to dry separately and / or to process further, depending on the use purpose of the main fraction of the separated coarser grain gen flue gas plaster is possible, this also the rela tiv small amount of the separately dried fraction to mix fine-grained material. After the fil and coarse-grained flue gas gypsum fraction is no longer necessary to be annoying to mix in fine-grained material.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist von besonderer Bedeutung für zweistufige Rauchgasentschwefelungsan lagen, bei denen der gröberkörnige Rauchgasgips aus der unteren Oxidationsstufe entnommen und die wäßrige Phase des Hydrozyklonoberlaufs in diese untere Oxi dationsstufe zurückgeführt wird, beispielsweise wie bei dem "Doppelloop"-Verfahren der Anmelderin.The method according to the invention is special Meaning for two-stage flue gas desulfurization were where the coarser-grained flue gas gypsum taken from the lower oxidation level and the aqueous Phase of the hydrocyclone overflow in this lower oxi dation level is returned, for example how in the "double loop" procedure of the applicant.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß die Dimension des Hydrozyklons zum Entziehen des grobkörnigen Rauchgasgipses aus dem System kleiner gewählt werden kann als bisher. Bisher wurden nämlich Dimensionen dieses Hydrozyklons so gewählt, daß der Trennschnitt bei relativ großen Körnern liegt, so daß relativ viel Feinkorn im Oberlauf ver bleibt. Da jedoch der Hydrozyklonoberlauf bisher als Ganzes in das System zurückgeführt wurde, verringerte sich dadurch die mittlere Korngröße im System. Dies wiederum konnte zu einem nicht ausreichenden Kristall wachstum führen, so daß schließlich sich auch die mittlere Korngröße des ausgeschleusten Rauchgasgipses verringerte. Dies wiederum führt dann zu schlechterer Filtrierbarkeit und höherer Restfeuchte, die nur unter erheblichem Energieaufwand entfernt werden kann. Auch die Weiterverarbeitbarkeit eines feiner körnigen Rauchgasgipses ist beispielsweise für Bau zwecke deutlich verschlechtert.Another advantage of the method according to the invention is that the dimension of the hydrocyclone is for withdrawal of the coarse-grained flue gas gypsum from the system can be chosen smaller than before. So far namely dimensions of this hydrocyclone chosen so that the separating cut for relatively large grains lies, so that relatively much fine grain ver in the upper reaches remains. However, since the hydrocyclone overflow was previously known as Everything returned to the system decreased the average grain size in the system. This in turn could lead to an insufficient crystal lead growth, so that eventually average grain size of the discharged flue gas gypsum decreased. This in turn leads to worse Filterability and higher residual moisture that only be removed with considerable energy expenditure can. Also the further processability of a fine one granular flue gas plaster is for example for construction purposes deteriorated significantly.

Durch die Maßnahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, das Kristallwachstum auch in extreme ren Situationen ausreichend zu steuern und damit auch die Filtrierbarkeit und Entwässerbarkeit des Rauchgasgipses zu gewährleisten. Im Normalbetrieb reicht das Auftrennvermögen eines kleineren Hydro zyklons mit geringerer Nennweite ohne weiteres aus, die anfallenden Mengen an Rauchgasgips in der ge wünschten Körnung abzutrennen. Through the measures of the method according to the invention it is possible to grow the crystal even in extreme to control their situations adequately and thus also the filterability and drainability of the To ensure flue gas gypsum. In normal operation is enough to separate a smaller hydro cyclones with a smaller nominal diameter easily, the accumulated amounts of flue gas gypsum in the ge desired grain to separate.

Um das Kristallwachstum, die Filtrierbarkeit und Entwässerbarkeit des Rauchgasgipses zu steuern, ist es zweckmäßig, außer der Dichtemessung der auszu schleusenden Suspension auch eine Messung der durch schnittlichen Teilchengröße des ausgeschleusten Rauchgasgipses vorzunehmen. Bei sinkender durch schnittlicher Teilchengröße des ausgeschleusten Mate rials wird der Suspension des Hydrozyklonoberlaufs dauernd oder in Intervallen ein größerer Teil der feinerkörnigen Festteile entzogen. Sobald die mittle re Korngröße der ausgeschleusten Rauchgasgips kristalle wieder ausreichend angewachsen ist, kann der Entzug der feinerkörnigen Festteile verringert oder völlig eingestellt werden. Sofern den abgetrenn ten feinerkörnigen Festteilen die Möglichkeit gegeben wird, weiter anzuwachsen, können sie ebenso problem los dem System wieder zugeführt werden. Das gleiche gilt für die gegebenenfalls in schwankenden Mengen anfallenden getrockneten Fraktionen abgetrennten feinerkörnigen Festteile. Diese können unter Um ständen gleichmäßig dosiert dem getrockneten Rauch gasgips beigemengt werden, so daß das eigentliche Endprodukt wiederum eine relativ einheitliche Zu sammensetzung bezüglich der Korngrößen aufweist.About crystal growth, filterability and Controlling the drainability of the flue gas plaster is it is appropriate, in addition to the density measurement of the sluicing suspension also a measurement of the average particle size of the discharged To make flue gas gypsum. When sinking through Average particle size of the mate being removed rials becomes the suspension of the hydrocyclone overflow continuously or at intervals a larger part of the fine-grained solid parts removed. As soon as the middle re grain size of the discharged flue gas gypsum crystals has grown sufficiently again the withdrawal of the fine-grained solid parts is reduced or be completely discontinued. If the separated ten fine-grained solid parts will continue to grow, they can also be problem be fed back into the system. The same applies to quantities that may fluctuate resulting dried fractions separated fine-grained solid parts. These can be found under Um are evenly dosed to the dried smoke gas gypsum are added, so that the real The end product in turn has a relatively uniform approach composition with respect to the grain sizes.

Claims

1. A method for controlling the crystal growth, the filterability and the dewaterability of flue gas gypsum from wet flue gas desulfurization plants in which coarse-grained flue gas gypsum is extracted via a hydrocyclone, characterized in that the suspension of the hydrocyclone overflow continuously or at intervals at least part of the fine-grained Solid parts are withdrawn and only the remaining aqueous phase of the suspension is returned to the system.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the fine-grained solid parts by a second hydrocyclone, a thickener or a filter can be removed.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized records that the separated fine-grained feast parts dried and / or processed separately become.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized records that the separated fine-grained feast divide into crystals after a phase of further crystal growth the system can be returned.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized that it is flue gas gypsum from flue gas desulfurization plants where lime stone is used as an absorbent.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized that it is flue gas gypsum from two-stage flue gas desulfurization plants, at those of the coarser-grained flue gas gypsum from the lower one Removed oxidation level and the aqueous phase of Hydrocyclone overflow in this lower oxidation state is returned.