DE4114986A1

DE4114986A1 - Verfahren zum abscheiden von schadstoffen aus einem rauchgasstrom

Info

Publication number: DE4114986A1
Application number: DE19914114986
Authority: DE
Inventors: Heinrich Kraft
Original assignee: Deutsche Babcock Anlagen AG
Current assignee: Deutsche Babcock Anlagen AG
Priority date: 1991-05-08
Filing date: 1991-05-08
Publication date: 1992-11-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Schadstoffen aus einem Rauchgasstrom gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung geht von einem Verfahren aus, das in der DE-Z Umweltmagazin, Dezember 1987, 30-34, beschrieben worden ist. Bei diesem Verfahren wird das aus dem Kreislauf der 1. Waschstufe abgezogene, mit Salzen angereicherte Wasch wasser eingedampft. Das dabei erzeugte Salz ist zwar in Einzelfällen wieder verwertbar. Meistens muß es jedoch als Sondermüll entsorgt werden. Für die 2. Waschstufe wird in dieser Schrift der Verwendung von Natronlauge im Vergleich zu Calziumverbindungen der Vorzug gegeben, da sie problem los ist und die Erzielung niedriger Schwefeldioxidwerte im Reingas ermöglicht.

Die DE-OS 38 21 482 beschreibt ein einstufiges Verfahren zur Reinigung von Abgasen, die Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid enthalten. Hierbei wird als regenerierbares Waschmittel eine Magnesiumhydroxidsuspension verwendet. Aus dem Sulfatanteil der aus dem Kreislauf abgezogenen Wasch flüssigkeit wird durch Ausfällen mit Calzium-Ionen Gips gewonnen. Aus dem Chloridanteil wird durch Pyrohydrolyse Salzsäure und Magnesiumoxid erhalten. Dieses wird nach Hydratisierung in die Gaswäsche zurückgeführt.

Bei dem letzteren Verfahren muß der pH-Wert der einzigen Waschstufe mindestens auf etwa 5 gehalten werden, da bei niedrigeren pH-Werten praktisch kein Schwefeldioxid abgeschieden wird. Da bei den Rauchgasen von Müllver brennungsanlagen der Chlorwasserstoffgehalt im Schnitt relativ hoch ist und starken Schwankungen unterliegt, ist es sehr schwierig, den pH-Wert der Waschflüssigkeit im schwach sauren Bereich zu halten. Wenn die Rauchgase Metallverbindungen enthalten, fallen diese bei den relativ hohen pH-Wert der Waschflüssigkeit als feste Verbindungen an, wie Hydroxide oder Oxide. Diese Verbindungen verun reinigen und verfärben den gleichzeitig anfallenden Gips und sind schwer von ihm zu trennen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung anzugeben, bei dem das in der 1. Stufe verwendete Neutra lisationsmittel zurückgewonnen, bei dem aus dem Chloridan teil des Rauchgases Salzsäure erzeugt und bei dem in der 2. Stufe eine verbesserte Schwefeldioxidabscheidung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Ein bevorzugtes Verfahren zur thermischen Zersetzung des Magnesiumchlorids ist in Anspruch 2 angegeben.

Gemäß Anspruch 3 wird das zurückgewonnene Magnesiumhydroxid auch zum Ausfällen der gelösten Metallverbindungen in der verbrauchten Waschflüssigkeit der 1. Waschstufe genutzt.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand einer schematisch dargestellten Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Ein bei der Verbrennung von Müll erzeugter Rauchgasstrom, der in einem Filter 1 bereits von Grobstaub befreit worden ist, wird durch einen Rauchgaskanal 2 einer zweistufigen Waschanlage zugeführt, bestehend aus einem Venturiwäscher 3 und einem in Strömungsrichtung des Rauchgases nachge schalteten Sprühturm 4. In der ersten Waschstufe, d. h. in dem Venturiwäscher 3, wird das Rauchgas durch eine über die Leitung 5 im Kreislauf geführte Waschflüssigkeit von mitgeführtem Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff und von Metallverbindungen befreit. Der pH-Wert der Waschflüssig keit wird konstant bei etwa 1 gehalten, indem man über eine Leitung 6 aus einem Vorratsbehälter 7 Magnesiumhydroxid suspension zuführt. Verbrauchte Waschflüssigkeit, die gelöstes Magnesiumchlorid, schwer lösliches Magnesium fluorid sowie gelöste Metallchloride enthält, wird über eine Leitung 8 aus dem Kreislauf abgezogen und über einen Kationenaustauscher 9 einem Absetzbecken 10 zugeleitet. In dem Kationenaustauscher 9 werden gelöste Hg-Ionen selektiv absorbiert. Er besteht aus zwei parallel geschalteten Säulen, von denen jeweils eine in Betrieb ist. Ist sie beladen, wird auf die andere Säule umgeschaltet, und die erste Säule wird regeneriert. In dem Absetzbecken 10 werden in schwach basischem Milieu die Metallchloride zu schwer löslichen Hydroxiden umgesetzt. Diese werden zusammen mit dem Magnesiumfluorid und dem im Venturiwäscher 3 abgeschiedenen Feinstaub als Unterlauf abgezogen. In dem Sprühturm 4 wird das Rauchgas mit einer über die Leitung 11 im Kreislauf geführten, magnesiumchloridhaltigen Wasch flüssigkeit von Schwefeldioxid befreit. Entsprechend dem Füllstand im Sumpf des Sprühturmes 4 wird dem Waschkreis lauf aus einem Zwischenbehälter 12 frische, schwach basische Magnesiumchloridlösung zugeführt, die dem Absetz becken 10 als Überlauf entnommen wird. Der Füllstand des Zwischenbehälters 12 steuert die aus dem Kreislauf des Venturiwäschers 3 abgezogene Waschflüssigkeitsmenge.

Der pH-Wert der zirkulierenden Waschflüssigkeit des Sprüh turmes 4 wird durch Zugabe von Kalkmilch aus dem Vorrats behälter 13 bei etwa 5 gehalten. Das gereinigte Rauchgas gelangt über den Kanal 14 zu einem Kamin oder ggf. zu einer nachgeschalteten weiteren Reinigungsstufe.

Verbrauchte Waschflüssigkeit, die im wesentlichen Gips und gelöstes Magnesiumchlorid enthält, wird einem Feststoffab scheider 15 zugeführt. Der im Unterlauf anfallende Gips kann nach bekannten Methoden aufgearbeitet werden. Der klare Überlauf, bestehend aus Magnesiumchloridlösung, gelangt zu einem Sammelbehälter 16, dessen Füllstand die aus dem Waschkreislauf des Sprühturmes 4 entnommene Wasch flüssigkeitsmenge steuert.

Der Sammelbehälter 16 dient als Vorlage für einen Sprüh trockner 17. Darin wird die Magnesiumchloridlösung mittels eines Teilstroms des heißen Rauchgases, der zwischen Filter 1 und Venturiwäscher 3 über eine Bypassleitung 18 vom Hauptstrom abgezweigt und wieder in diesen eingeleitet wird, getrocknet. Die Menge der zugeführten Magnesium chloridlösung wird so eingestellt, daß die Temperatur des abströmenden Trocknungsgases bei etwa 110°C gehalten wird. Das in dem Sprühtrockner 17 anfallende Magnesiumchlorid hexahydrat wird in einem Drehrohr 19 zu Chlorwasserstoffgas, Wasserdampf und Magnesiumoxid zersetzt. Das Chlorwasser stoffgas und der Wasserdampf werden in einem Kondensator 20 zu einer etwa 30%igen Salzsäure kondensiert. Das Magnesiumoxid wird in dem Vorratsbehälter 7 mit Wasser wieder zu Magnesiumhydroxid gelöscht und auf diese Weise in den Prozeß zurückgeführt.

Von der Leitung 6 wird ein Teilstrom der Magnesiumhydroxid suspension abgezweigt und zwecks Umwandlung der gelösten Metallchloride in Hydroxide dem Absetzbecken 10 als Neutra lisationsmittel zugeleitet, so daß sich darin ein pH-Wert von etwa 8 einstellt.

Claims

1. Verfahren zum Abscheiden von Chlorwasserstoff, Fluor wasserstoff, Schwefeldioxid und Metallverbindungen aus einem Rauchgasstrom in mindestens zwei Waschstufen, wobei
in der 1. Waschstufe mit einer im Kreislauf geführten Waschflüssigkeit, deren pH-Wert durch Zugabe eines Neutralisationsmittels auf 0,5-1,3 gehalten wird, Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff und Metallver bindungen abgeschieden werden,
in der 2. Waschstufe mit einer im Kreislauf geführten Waschflüssigkeit, deren pH-Wert durch Zugabe von Kalk milch auf mindestens 4,5 gehalten wird, Schwefeldioxid abgeschieden wird
und aus beiden Waschflüssigkeitskreisläufen verbrauchte Waschflüssigkeit abgezogen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß in der 1. Waschstufe als Neutralisationsmittel eine Magnesiumhydroxidsuspension verwendet wird,
daß die aus dem Kreislauf der 1. Waschstufe abgezogene Waschflüssigkeit nach Abtrennung von Metallverbindungen dem Waschflüssigkeitskreislauf der 2. Waschstufe zuge führt wird,
daß nach Abscheidung von Feststoff aus der verbrauchten Waschflüssigkeit der 2. Waschstufe durch thermische Zersetzung des Magnesiumchlorids Salzsäure und Magnesiumoxid gewonnen wird,
daß das Magnesiumoxid durch Hydratisierung in Magnesium hydroxid umgewandelt wird
und daß das Magnesiumhydroxid mindestens teilweise in die 1. Waschstufe zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verbrauchte Waschflüssigkeit der 2. Waschstufe in einem Teilstrom des ungereinigten Rauchgases versprüht wird und daß das dabei anfallende trockene Magnesium chloridhexahydrat bei 400-550°C thermisch zu Magnesiumoxid und Chlorwasserstoff zersetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Teil des durch Hydratation des Magnesiumoxids erzeugten Magnesiumhydroxids zum Aus fällen der Metalle aus der verbrauchten Waschflüssig keit der 1. Stufe verwendet wird.