DE4032249C2

DE4032249C2 - Process for brightening flue gas gypsum

Info

Publication number: DE4032249C2
Application number: DE4032249A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr Hueller; Hans-Rudolf Stoesel; Guenther Dr Kirchen; Werner Dr Kemp
Original assignee: RWE Energie AG; Knauf Gips KG
Current assignee: RWE Energie AG; Knauf Gips KG
Priority date: 1989-10-14
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2010-10-12
Also published as: GB2236748B; DE4032249A1; IT1243740B; GB2236748A; IT9021732A0; IT9021732A1; GB9022180D0

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Aufhellung von Rauchgasgips aus nassen Rauchgasent schwefelungsanlagen, in denen die Waschflüssigkeit über einen Hydrozyklon eingedickt wird und der Hydrozyklon überlauf in den Waschkreislauf zurückgeführt wird und der eingedickte Hydrozyklonunterlauf in Rauchgasgips und Waschflüssigkeit aufgetrennt wird.The present invention relates to a method for brightening flue gas plaster from wet flue gas sulfurization plants, in which the washing liquid over a hydrocyclone is thickened and the hydrocyclone overflow is returned to the washing circuit and the thickened hydrocyclone underflow in flue gas gypsum and Washing liquid is separated.

Der in diesen Rauchgasentschwefelungsanlagen entstehende Rauchgasgips enthält häufig noch geringe Mengen an Flug asche und andere verschmutzende Bestandteile (Nebenbe standteile). Insbesondere bei der Rauchgaswäsche von chloridarmer Braunkohle wird die Waschflüssigkeit relativ lange im Kreislauf gefahren, bis sich der Chloridgehalt auf einen bevorzugten Wert von 5.000 bis 50.000 ppm ange reichert hat. Erst wenn diese Bereiche überschritten wer den, wird ein Teil der Waschflüssigkeit ausgeschleust und durch frisches Prozeßwasser ersetzt, wobei darauf geachtet wird, innerhalb des bevorzugten Bereiches der Chloridkon zentration zu bleiben. Zusammen mit dem Chloridgehalt steigt selbstverständlich auch der Gehalt an feinstteili gen Nebenbestandteilen in der Waschflüssigkeit. Diese angereicherten Verunreinigungen werden überraschenderweise in den Rauchgasgips mit eingebaut und führen daher auch zu einer entsprechenden Verfärbung des erhaltenen Rauch gasgipses. Diese Verfärbung stört nicht, wenn der Rauch gasgips an die Zement-Industrie geliefert wird oder als Bergbaumörtel verwendet wird. Sofern jedoch der Rauchgas gips zu Baustoffen oder gar Füllstoffen verarbeitet werden soll, stört diese Verfärbung sehr. Es ist auch nicht mög lich, diese Verfärbung ohne Umkristallisation nachträglich aus dem Rauchgasgips wieder zu entfernen.The resulting in these flue gas desulfurization plants Flue gas gypsum often still contains small amounts of flight ash and other polluting constituents (ancillary components). Especially in the flue gas scrubbing of Low-chloride brown coal makes the washing liquid relative circulated for a long time until the chloride content to a preferred value of 5,000 to 50,000 ppm enriched. Only when these areas are exceeded part of the washing liquid is discharged and replaced by fresh process water, being careful is, within the preferred range of the chloride con stay focused. Along with the chloride content Of course, the content of very fine particles also increases minor components in the washing liquid. This Enriched impurities are surprisingly built into the flue gas plaster and therefore also lead to a corresponding discoloration of the smoke obtained gas gypsum. This discoloration doesn't bother you when the smoke gas gypsum is supplied to the cement industry or as Mining mortar is used. Unless, however, the flue gas gypsum can be processed into building materials or even fillers this discoloration is very annoying. It is also not possible Lich, this discoloration without recrystallization to be removed from the flue gas plaster.

Die Erfindung hat sich somit die Aufgabe gestellt, einen Rauchgasgips, der durch feinteilige Nebenbestandteile verunreinigt und verfärbt ist, aufzuhellen und damit für Bauzwecke oder als Ausgangsmaterial für Füllstoffe brauch bar zu machen.The invention has therefore set itself the task Flue gas gypsum, which is made up of finely divided secondary components is contaminated and discolored, lightening and therefore for Construction purposes or as a starting material for fillers to make cash.

Es wurde jetzt gefunden, daß diese Aufgabe überraschend einfach dadurch gelöst werden kann, daß der Hydrozyklon überlauf vor der Rückführung einer weiteren Auftrennung durch einen Hydrozyklon unterworfen wird, dessen Unter lauf direkt in den Waschkreislauf zurückgeführt und dessen Überlauf vorzugsweise in einem Hochleistungseindicker oder Absetzbecken oder ähnlichen Aggregaten in auszu schleusenden Dickschlamm und in den Waschkreislauf zurück zuführende Waschflüssigkeit aufgetrennt wird.It has now been found that this task is surprising can be solved simply by the hydrocyclone overflow before recycling another separation is subjected to a hydrocyclone, the sub run directly back into the washing cycle and its Overflow preferably in a high performance thickener or sedimentation tanks or similar aggregates slushing thick sludge and back into the washing cycle supplying washing liquid is separated.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die feinstteiligen Nebenbestandteile in erheblichem Umfang aus der Wasch flüssigkeit abgetrennt werden, bevor sie als verfärbende Verunreinigung in den Rauchgasgips eingebaut werden können. Erstaunlicherweise handelt es sich bei diesen verfärbenden Mengen an feinstteiligen Nebenbestandteilen um so geringe Mengen, daß die analytische Zusammensetzung des Rauchgas gipses kaum verändert wird, dennoch erfindungsgemäß ein Rauchgasgips entsteht, der bereits mit bloßem Auge erkenn bar wesentlich heller und wesentlich weniger angefärbt ist. Die Unterschiede sind aber auch objektiv meßbar. Bei einem Rauchgasgips aus einem Braunkohlen-Kraftwerk (KW Frimmersdorf) stieg der Weißgehalt des Rauchgasgipses von 26,0 auf 59,2 (gemessen mit dem Lange-Fotometer LFM-1 als sogenannter Norm-Farbwert). Durch die erfindungsgemäße Maßnahme werden somit vor allem die stark färbenden An teile der feinteiligen Nebenbestandteile aus dem Rauchgas gips entfernt, darüber hinaus auch sonstige Verunreini gungen, die insbesondere aus dem verwendeten Kalksteinmehl und Prozeßwasser stammen.This measure ensures that the fine particles Minor ingredients from washing liquid must be separated before being discolored Contamination can be built into the flue gas plaster. Amazingly, these are discoloring Amounts of very fine secondary constituents the smaller Quantities that the analytical composition of the flue gas gypsum is hardly changed, but according to the invention Flue gas gypsum is created, which can already be seen with the naked eye bar much lighter and less stained is. The differences can also be measured objectively. At a flue gas gypsum from a brown coal power plant (KW Frimmersdorf) the white content of the flue gas gypsum rose from 26.0 to 59.2 (measured with the Lange photometer LFM-1 as so-called standard color value). By the invention The measure, above all, is the strongly staining type parts of the finely divided secondary components from the flue gas Gypsum removed, also other Verunreini conditions, in particular from the limestone flour used and process water.

Die erfindungsgemäße Verfahrensmaßnahme hat eine gewisse Ähnlichkeit mit den Verfahrensmaßnahmen gemäß DE-OS 36 07 191. Danach wird zur Verminderung der Chloridbe lastung des oberen Absorberkreislaufes von zweistufigen nassen Rauchgasentschwefelungsanlagen dauernd oder in Intervallen die verdünnte Gipssuspension des Hydrozyklon oberlaufs mit einem weiteren Hydrozyklon aufgetrennt in eine in den Oxidationskreislauf zurückgeführte konzen trierte Suspension enthaltend die feinerkörnigen Fest teile und einen dem System zu entnehmenden Hydrozyklon oberlauf enthaltend feinstteilige Festteile und gelöste Salze. Damit wurde ein erheblicher Teil des Chlorids aus der Waschflüssigkeit ausgeschleust, ohne jedoch größere Anteile der Suspension zu entnehmen. Beim erfindungsge mäßen Verfahren wird dieser Hydrozyklonoberlauf nochmals aufgetrennt, nämlich beispielsweise in einem Hochleistungs eindicker in auszuschleusenden Dickschlamm und in den Waschkreislauf zurückzuführende Waschflüssigkeit und damit die gesamte Wasserbilanz nicht verschlechtert; d. h. es kommt zu keiner Erhöhung der Abwassermenge. Beim erfin dungsgemäßen Verfahren wird somit das Chlorid voll in den Waschkreislauf zurückgeführt. Nur bei zu hohem Chloridge halt in der Rauchgasentschwefelungsanlage kann auf die Rückführung dieser Waschflüssigkeit teilweise oder in Intervallen verzichtet werden. Von entscheidender Bedeu tung ist, daß erfindungsgemäß möglichst rasch und mög lichst viel der feinstteiligen Anteile aus dem Verfahren ausgeschleust wird, bevor er in den Rauchgasgips eingebaut werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren wird daher insbesondere zur Anwendung kommen, wenn chloridarme Rauch gase oder Rauchgase mit höheren Flugaschegehalten (z. B. bei älteren Elektrofiltern) entschwefelt werden sollen und dabei dennoch ein möglichst heller und reiner Rauchgas gips entstehen soll, der auch für Bauzwecke oder als Füll stoff einsetzbar ist.The procedural measure according to the invention has a certain one Similarity to the procedural measures according to DE-OS 36 07 191. Thereafter, to reduce the Chloridbe load of the upper absorber circuit of two-stage wet flue gas desulfurization plants permanently or in Intervals the diluted gypsum suspension of the hydrocyclone separated with another hydrocyclone in the upper reaches a concentrate returned to the oxidation cycle trated suspension containing the fine-grained solid parts and a hydrocyclone to be removed from the system overflow containing very finely divided solid parts and loosened Salts. A substantial part of the chloride was thus removed of the washing liquid, but without larger ones Take portions of the suspension. With fiction This hydrocyclone overflow becomes a new method separated, namely for example in a high performance thicker in the sludge to be discharged and in the Wash circuit to be recycled washing liquid and thus the overall water balance does not deteriorate; d. H. it there is no increase in the amount of waste water. When invented Process according to the invention is thus fully in the chloride Wash cycle returned. Only if the chloride is too high stop in the flue gas desulfurization plant can on Return of this washing liquid partially or in Intervals are waived. Of crucial importance tion is that according to the invention as quickly and as possible As much as possible of the finely divided parts from the process is removed before it is installed in the flue gas plaster can be. The method according to the invention is therefore especially used when low chloride smoke gases or flue gases with higher fly ash contents (e.g. with older electrostatic precipitators) and yet a flue gas that is as bright and pure as possible gypsum is to be created, which can also be used for construction purposes or as a filling fabric can be used.

Der beim erfindungsgemäßen Verfahren anfallende Dick schlamm besteht ganz überwiegend aus feinstteiliger Flug asche sowie gewissen feinstteiligen Verunreinigungen des eingesetzten Kalksteinmehls. Dieser Dickschlamm kann da her vorzugsweise zusammen mit der übrigen Flugasche oder Rostasche entsorgt bzw. verwertet werden.The thickness obtained in the process according to the invention Mud consists predominantly of fine-particle flight ash and certain very fine impurities of the limestone flour used. This thick sludge can be there forth preferably together with the remaining fly ash or Grate ash can be disposed of or recycled.

Die erfindungsgemäße Verfahrensmaßnahme weist darüber hinaus gewisse Parallelitäten zu den Verfahrensmaßnahmen nach DE-OS 38 03 631 auf. Dort wird zur Steuerung des Kristallwachstums, der Filtrierbarkeit und der Entwässer barkeit von Rauchgasgips dem Oberlauf des Hydrozyklons Feststoff durch einen zweiten Hydrozyklon, einen Eindicker oder einen Filter entzogen. Bei der ersten Variante, dem Einsatz eines zweiten Hydrozyklons oder eines Eindickers, wird dabei dem System insbesondere eine Fraktion mit mittelgroßen Teilchen entzogen, während die feinsten Teil chen in das System zurückgeführt werden. Hingegen werden bei der zweiten Variante, dem Einsatz eines Filters, dem System nahezu alle Feststoffanteile des Hydrozyklonober laufs entzogen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist da gegen das Ziel, dem System nur die feinstteiligen Bestand teile zu entziehen und die mittelgroße Fraktion, die vor nehmlich aus Gips besteht, als Kristallisationskeime zu rückzuführen. Beide o. g. Varianten nach DE-OS 38 03 631 entsprechen demnach nicht der Anforderung, den Rauchgas gips aufzuhellen und trotzdem genügend Kristallisations keime zur Verfügung zu stellen.The procedural measure according to the invention indicates this certain parallels with the procedural measures according to DE-OS 38 03 631. There is used to control the Crystal growth, filterability and drainage Ability of flue gas gypsum to the upper reaches of the hydrocyclone Solid by a second hydrocyclone, a thickener or withdrawn a filter. In the first variant, the Use of a second hydrocyclone or a thickener, the system is particularly a fraction with medium sized particles deprived while the finest part be returned to the system. On the other hand in the second variant, the use of a filter, the System almost all solid parts of the hydrocyclone withdrawn. In the method according to the invention there is against the goal, the system only the very finest stock parts to withdraw and the medium-sized faction that before consists of gypsum as crystallization nuclei return. Both of the above Variants according to DE-OS 38 03 631 therefore do not meet the requirement, the flue gas lighten plaster and still enough crystallization to provide germs.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in dem nachfolgenden Beispiel näher erläutert.The method according to the invention is as follows Example explained in more detail.

example

In einer technischen zweistufigen Rauchgasentschwefelungs anlage (KRC) wurde der Hydrozyklonoberlauf in einem weite ren Hydrozyklon aufgetrennt in einen feststoffreicheren Hydrozyklonunterlauf mit relativ hohem Gipsanteil, der direkt in den Oxidationskreislauf zurückgeführt wurde, und einen feststoffärmeren Hydrozyklonoberlauf. Im Ver lauf der Versuchszeit stieg der Gipsgehalt des Unterlaufs noch deutlich an. Der Hydrozyklonoberlauf enthielt vor allem feinstteilige Feststoffe und wurde in einen Hoch leistungseindicker geleitet und dort in einen nahezu fest stofffreien wäßrigen Teil aufgetrennt, der als Prozeß wasser verwendbar war, und einen Schlamm, der überwiegend aus feinsten Feststoffteilen bestand. Die Analyse dieser Schlämme ergab, daß sie nur noch aus 14,4 bis 16,8% Cal ciumsulfatdihydrat bestanden, aber 8,1 bis 9,7% Fe₂O₃, 5,1 bis 7,6% Al₂O₃, 0,16 bis 0,21% MnO, 15,8 bis 24,0% Glühverlust und 39,8 bis 45,6% HCl-Unlösliches ent hielten. Diese Werte zeigen deutlich, daß in diesem feinst teiligen Schlamm sehr viel färbende und störende Verunrei nigungen angereichert sind. In a technical two-stage flue gas desulphurization plant (KRC), the hydrocyclone overflow was separated in a further hydrocyclone into a hydrocyclone underflow with a higher solids content and a relatively high amount of gypsum, which was directly returned to the oxidation cycle, and a hydrocyclone overflow with lower solids content. In the course of the test period, the gypsum content of the lower reaches increased significantly. The hydrocyclone overflow mainly contained very finely divided solids and was passed into a high-performance thickener, where it was separated into an almost solid, substance-free aqueous part, which could be used as a process water, and a sludge, which consisted predominantly of the finest solid parts. The analysis of these slurries showed that they only consisted of 14.4 to 16.8% calcium sulfate dihydrate, but 8.1 to 9.7% Fe ₂ O ₃ , 5.1 to 7.6% Al ₂ O ₃ , 0.16 to 0.21% MnO, 15.8 to 24.0% loss on ignition and 39.8 to 45.6% HCl insoluble content. These values clearly show that a lot of coloring and disturbing impurities are enriched in this finely divided sludge.

Der anfallende Rauchgasgips wurde über einen Zeitraum von mehreren Tagen hin untersucht und ergab folgende Werte:
The resulting flue gas gypsum was examined over a period of several days and gave the following values:

Langzeitversuche haben ergeben, daß bei völliger Aus schleusung der Feinstteile der Weißgrad auf Werte über 60% ansteigen kann.Long-term trials have shown that when completely off the very finest parts of the whiteness to values above Can increase by 60%.

Es versteht sich von selbst, daß die deutliche Reduzierung der Nebenbestandteile die Einsatzmöglichkeiten des Rauch gasgipses unabhängig von der Farbe deutlich erhöht, bei spielsweise in Baustoffen oder als Füllstoff in Kunststof fen, Farben oder Klebstoffen. Da es sich bei letzteren in der Regel um Mehrstoffsysteme handelt, werden unerwünschte Nebenreaktionen durch die Verbesserung der Reinheit des Rauchgasgipses vermieden.It goes without saying that the significant reduction the secondary components the possible uses of smoke gas gypsum significantly increased regardless of the color for example in building materials or as a filler in plastics fen, paints or adhesives. Since the latter is in generally multi-fuel systems are undesirable Side reactions by improving the purity of the Flue gas plaster avoided.

Claims

Process for lightening flue gas gypsum from wet flue gas desulphurization plants, in which the washing liquid is thickened via a hydrocyclone and the hydrocyclone overflow is returned to the washing circuit and the thickened hydrocyclone underflow is separated into flue gas gypsum and washing liquid, characterized in that the hydrocyclone overflow before the return of another Separation is subjected to a hydrocyclone, the underflow of which is returned directly to the washing circuit and the overflow of which is separated into thick sludge to be discharged and washing liquid to be returned to the washing circuit.