DE3910130C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von aus einer Rauchgasentschwefelung stammenden konzentrierten Lösungen von Natriumsulfit und Natriumsulfat (Produktlauge).The invention relates to a method for processing from a flue gas desulfurization concentrated Solutions of sodium sulfite and sodium sulfate (Product lye).
Aufgrund der in der Bundesrepublik Deutschland geltenden Großfeuerungsanlagen-Verordnung müssen die Rauchgase aus Kraftwerks-Feuerungsanlagen entschwefelt werden. Zu 87% wird dabei das Kalkwaschverfahren und zu 13% werden Sonderverfahren angewendet. Zu den Sonderverfahren gehört u. a. das Wellmann-Lord-Verfahren, bei dem die Rauchgase mit einer Natriumsulfitlösung gewaschen werden. Die entstehende Lauge wird erhitzt und dabei wird SO₂ ausgetrieben, aber auch in einer Nebenreaktion Natriumsulfit oxidiert. Das Aufbereiten der beim Rauchgasentschwefeln nach dem Wellmann-Lord-Verfahren oder anderen Rauchgaswäschen auf Natriumsalzbasis in unerwartet großer Menge anfallenden Natriumsulfit und -sulfat haltigen Lauge bereitete große Probleme. Ein Ableiten war ebenso wenig erlaubt wie ein Deponieren. Auch war ein unter wirtschaftlichen Aspekten gangbarer Weg für die Aufbereitung dieser Produktlauge nicht in Sicht.Due to the valid in the Federal Republic of Germany Large combustion plant ordinance must remove the flue gases Power plant combustion plants are desulfurized. 87% will be the lime washing process and 13% Special procedures applied. One of the special procedures u. a. the Wellmann-Lord process, in which the flue gases be washed with a sodium sulfite solution. The emerging Lye is heated and SO₂ is expelled, but also oxidized in a side reaction sodium sulfite. The Processing of the flue gas desulfurization after Wellmann-Lord process or other flue gas washers Sodium salt base in an unexpectedly large amount Alkali containing sodium sulfite and sulfate prepared large Problems. Deriving was not allowed, nor was one Deposit. Also one was from an economic point of view not a viable way for the treatment of this product lye in sight.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine technisch durchführbare Konzeption für die Aufbereitung von Produktlauge zu schaffen, die auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten vertretbar ist.The invention is based on the object, a technical feasible conception for the preparation of To create product lye that is also economical Point of view is justifiable.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Produktlauge mit dem HCl-haltigen Kühlerwasser im Vorwäscher einer Rauchgasentschwefelungsanlage (REA) für Kohlekraftwerke gemischt, der freigesetzte SO₂-Anteil mit Kalkstein (CaCO₃) oder Kalk (CaO) zu Gips (CaSO₄ · 2H₂O) und die HCl- und Na₂SO₄-Anteile des Kühlerwassers mit Löschkalk (Ca(OH)₂) zu NaCl und Gips umgesetzt werden.To solve this problem, the invention proposes that the product liquor with the HCl-containing Radiator water in a pre-washer Flue gas desulphurization plant (REA) for coal-fired power plants mixed, the released amount of SO₂ with limestone (CaCO₃) or lime (CaO) to gypsum (CaSO₄ · 2H₂O) and the HCl and Na₂SO₄ parts of the cooler water with hydrated lime (Ca (OH) ₂) to be converted to NaCl and gypsum.
Bevorzugt wird dabei, daß die Produktlauge in einer auf den HCl-Gehalt des Kühlerwassers abgestimmten Menge diesem im Vorwäscher zugemischt wird.It is preferred that the product liquor in a to HCl content of the coolant water matched this in Prewashers are added.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen die natriumsulfat-, HCl und Na₂SO₄-haltigen Anteile des Kühlerwassers einer Kläranlage zugeführt werden, der eine zur vollständigen Umsetzung zu NaCl und Gips ausreichende Menge Löschkalk zugesetzt wird.According to a further advantageous embodiment of the According to the method of the invention, the sodium sulfate, HCl and Na₂SO₄-containing parts of the cooler water Wastewater treatment plant are supplied, one for complete Conversion to NaCl and plaster sufficient quantity of hydrated lime is added.
Dabei werden in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung der gipshaltige Klärschlamm der Kläranlage in einer Kraftwerksfeuerungsanlage verbrannt und der Schwefelanteil des verbrannten Klärschlamms ebenfalls in der nachgeschalteten REA zu Gips verarbeitet. In a preferred embodiment of the invention, the gypsum-containing sewage sludge from the sewage treatment plant in one Power plant combustion system burned and the sulfur content of the burnt sewage sludge also in the downstream REA processed into plaster.
Das erfindungsgemäße Verfahren löst einmal die gestellte Aufgabe, denn es bietet eine Möglichkeit, die Produktlauge in ein vorhandenes System einzuspeisen und darin aufzubereiten. Es entfallen daher besondere Anlagen oder Einrichtungen für die Aufbereitung der Produktlauge, und es werden auch keine Zusatzstoffe benötigt, wodurch die Verfahrensweise außerordentlich wirtschaftlich durchführbar ist. Als zusätzlicher Vorteil ergibt sich eine Verminderung der sonst für die Neutralisation der Salzsäure in der Kläranlage benötigten Menge an Löschkalk. Eine zusätzliche Sulfatbelastung des abgeleiteten REA-Wassers tritt nicht auf, weil das im Rohabwasser zusätzlich enthaltene Sulfat als Gips gefällt wird. Auch der CSB-Wert, verursacht durch organische Wasserinhaltsstoffe, wird nur geringfügig und innerhalb der zulässigen Grenzwerte verändert. Sulfit und Thiosulfat waren im Abwasser nicht nachweisbar.The method according to the invention solves the problem Task because it offers a way to product lye feed into and into an existing system prepare. There are therefore no special systems or Equipment for the treatment of the product liquor, and it no additives are required, which means that Procedure extremely economically feasible is. An additional advantage is a reduction who otherwise for the neutralization of hydrochloric acid in the Sewage treatment plant required amount of hydrated lime. An additional Sulphate pollution in the derived REA water does not occur because the sulfate additionally contained in the raw sewage when plaster is felled. The COD value, caused by organic water constituents, is only marginally and changed within the permissible limit values. Sulfite and Thiosulfate was not detectable in the waste water.
Durch den Eintrag der Produktlauge in den Kühler wird zwar die Sulfatkonzentration und die Natriumkonzentration gesteigert, jedoch konnte ein Einfluß auf den Absorber hierdurch nicht festgestellt werden. Dagegen haben die Natriumsalze das Verschmutzungsverhalten der Tropfenabscheider im Kühler wegen der Erhöhung der Gipslöslichkeit durch Natriumchlorid positiv beeinflußt.By entering the product liquor into the cooler the sulfate concentration and the sodium concentration increased, but could have an impact on the absorber cannot be determined by this. In contrast, they have Sodium salts the pollution behavior of the Droplet separator in the cooler because of the increase in Gypsum solubility positively influenced by sodium chloride.
Fig. 1 zeigt schematisch den Stofffluß innerhalb der REA, in welcher die Produktlauge umgesetzt wird. Fig. 1 shows schematically the material flow within the REA, in which the product liquor is implemented.
Anhand des folgenden Beispiels wird die Erfindung näher erläutert.The invention is illustrated by the following example explained.
1 m3/h Produktlauge, bestehend aus einer wäßrigen Lösung von Natriumsulfat (Na2SO4), Natriumsulfit (Na2SO3), Natriumthiosulfat (Na2S2O3) und komplexgebundenem EDTA wurden mit 160 kg/h HCl aus dem Rauchgas eines Kraftwerks und 36 t/h Wasser dem Vorwäscher (Kühler) einer REA zugeführt. Durch die Zugabe der Produktlauge zu dem sauren Kühlerwasser (pH kleiner als 1) erfolgen mit dem Natriumsulfit und Natriumthiosulfat folgende Umsetzungen:1 m 3 / h of product liquor, consisting of an aqueous solution of sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), sodium sulfite (Na 2 SO 3 ), sodium thiosulfate (Na 2 S 2 O 3 ) and complex-bound EDTA, were extracted from the Flue gas from a power plant and 36 t / h of water fed to the pre-washer (cooler) of a FGD. By adding the product liquor to the acidic cooler water (pH less than 1), the following reactions take place with the sodium sulfite and sodium thiosulfate:
2 HCl + Na₂SO₃ → 2 NaCl + H₂O + SO₂ (1)
2 HCl + Na₂S₂O₃ → 2 NaCl + S + H₂O + SO₂ (2)2 HCl + Na₂SO₃ → 2 NaCl + H₂O + SO₂ (1)
2 HCl + Na₂S₂O₃ → 2 NaCl + S + H₂O + SO₂ (2)
Die im Kühler vorhandene Salzsäure wird somit durch Sulfit und Thiosulfat teilweise neutralisiert und das Säureäquivalent als SO2 freigesetzt. Die Zugabe von Produktlauge ist so zu bemessen, daß ein Überschuß an Säure zurückbleibt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß Sulfit und Thiosulfat im Kühler quantitativ umgesetzt werden. Das entstehende SO2 in einer Menge von 60 kg/h wird im nachgeschalteten Absorber ausgewaschen und mit 29 t/h Wasser und 100 kg/h Kalk (CaCO3) zu Gips verarbeitet.The hydrochloric acid present in the cooler is thus partially neutralized by sulfite and thiosulfate and the acid equivalent is released as SO 2 . The addition of product lye should be such that an excess of acid remains. This ensures that sulfite and thiosulfate are converted quantitatively in the cooler. The resulting SO 2 in an amount of 60 kg / h is washed out in the downstream absorber and processed into gypsum with 29 t / h water and 100 kg / h lime (CaCO 3 ).
Die in der Produktlauge enthaltenen Schwermetalle liegen in nur unbedeutender Konzentration vor, so daß die Schwermetallbilanz nicht signifikant verändert wird.The heavy metals contained in the product lye lie in only insignificant concentration, so that the Heavy metal balance is not significantly changed.
Das in den Vorwäschern mit der Produktlauge eingebrachte Natriumsulfat verläßt das System unverändert mit der Abwasserabschlemmung zur Kläranlage. That introduced in the prewashers with the product lye Sodium sulfate leaves the system unchanged with the Wastewater drainage to the sewage treatment plant.
Durch die Neutralisation mit Löschkalk (Ca(OH)2) wird aus überschüssiger Salzsäure nach der BildungsgleichungThe neutralization with hydrated lime (Ca (OH) 2 ) turns excess hydrochloric acid into the equation of formation
Ca(OH)₂ + 2 HCl → CaCl₂ + 2 H₂O (3)Ca (OH) ₂ + 2 HCl → CaCl₂ + 2 H₂O (3)
Calciumchlorid gebildet. In einer doppelten Umsetzung fällt aus Calciumchlorid mit Natriumsulfat Gips aus:Calcium chloride formed. In a double implementation from calcium chloride with sodium sulfate gypsum from:
Die Reaktion ist vollständig, wenn ein Überschuß an Calciumchlorid in einer Menge von 200 kg/h gegenüber Natriumsulfat (90 kg/h) eingehalten wird.The reaction is complete when there is an excess Calcium chloride in an amount of 200 kg / h compared Sodium sulfate (90 kg / h) is observed.
Anstelle des sonst üblicherweise abgeleiteten Calciumchlorids wird nun eine äquivalente Menge Natriumchlorid an den Vorfluter abgegeben.Instead of what is usually derived Calcium chloride will now be an equivalent amount Sodium chloride released to the receiving water.
Die Abwassermenge der REA wird nicht verändert, weil durch die Produktlauge ein Teil des Zusatzwasserbedarfs des Kühlers gedeckt wird. Dagegen kommt wie gesagt eine Einsparung beim Kalkbedarf in der Kläranlage zum Tragen.The amount of waste water from the REA is not changed because of the product lye is part of the make-up water requirement of the Cooler is covered. On the other hand, as I said, comes one Savings in lime requirements in the sewage treatment plant to bear.
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Legal Events
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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Owner name: PREUSSENELEKTRA KRAFTWERKE AG, PEK, 45896 GELSENKI |
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Owner name: E.ON ENGINEERING GMBH, 45896 GELSENKIRCHEN, DE |
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