DE4401441A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gasen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gasen.

Chlorwasserstoff wird beispielsweise bei der Verbrennung von Chlorverbindungen enthaltendem Material, wie beispielsweise Müll, gebildet. Als Beispiele können Polyvinylchloridkunststoff und Kochsalz enthaltende Speisereste erwähnt werden.

Schwefeldioxid wird z. B. bei der Verbrennung von Stoffen, die Schwefel oder Schwefelverbindungen enthalten, beispielsweise Steinkohle, Öl und Müll, der Gummi und Speisereste enthält, gebildet. Der hier benutzte Ausdruck "Schwefeldioxid" umfaßt auch eventuell vorkommendes Schwefeltrioxid.

Gase, die Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid enthalten, beispielsweise Rauchgase von Müllverbrennung, müssen von diesen Stoffen gereinigt werden, um Umweltverschmutzung zu vermeiden. Dies erfolgt dadurch, daß die Gase in einem Gaswäscher gewaschen werden. Im Gaswäscher wird eine Waschlösung als Tröpfchen feinverteilt und mit dem zu reinigenden Gas in Berührung gebracht, wobei der Chlorwasserstoff und das Schwefeldioxid von der Waschlösung absorbiert werden.

Die verwendete Waschlösung, die Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid absorbiert hat, kann dann entfernt werden, beispielsweise dadurch, daß sie als Abwasser herausgelassen wird. Dies ist aber meistens nicht möglich oder erlaubt wegen der verunreinigenden Wirkung der verwendeten Waschlösung. Die verwendete Waschlösung kann dann von absorbierten Verunreinigungen befreit werden, dadurch, daß diese z. B. als feste Salze gewonnen werden, wonach die gereinigte Waschlösung erneut verwendet werden kann. Auf diese Weise wird ein hauptsächlich geschlossenes System in bezug auf die Waschlösung erzeugt.

Ursprünglich hat die Reinigung von Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gasen in einer einzigen Stufe in einem Gaswäscher durch eine mit Lauge (NaOH) alkalisierte Wasserlösung stattgefunden. Die verwendete Waschlösung hat nach Absorption der Verunreinigungen Natriumchlorid (NaCl) und Natriumsulfat (Na₂SO₄) enthalten. Die verwendete Waschlösung wurde zur Abscheidung von Gips (CaSO₄) mit Kalk (gebranntem Kalk, d. h. CaO, oder gelöschtem Kalk, d. h. Ca(OH)₂) behandelt, wonach die Waschlösung eingedampft wurde. Beim Eindampfen entstand ein Mischsalz aus Natriumchlorid und Calciumchlorid. Dieses System ist unwirtschaftlich, weil große Mengen Waschlösung eingedampft werden müssen und große Mengen Lauge zur Regeneration der Waschlösung erforderlich sind.

Nach einem verbesserten Verfahren wurde die Reinigung von Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gasen in zwei Stufen aufgeteilt, eine erste Stufe, in welcher der größte Teil des Chlorwasserstoffs von einer wäßrigen sauren Waschlösung absorbiert wird, und eine zweite Stufe, in welcher der größte Teil des Schwefeldioxids von einer wäßrigen alkalischen Waschlösung absorbiert wird. Ein derartiges Reinigungssystem funktioniert grundsätzlich wie folgt.

In der ersten Stufe des Gaswäschers begegnet das eintretende verunreinigte Gas feinverteilten Tröpfchen einer umlaufenden wäßrigen, sauren Waschlösung. In dieser Waschlösung wird der Chlorwasserstoff absorbiert, aber im wesentlichen kein Schwefeldioxid. In einer zweiten Stufe begegnet das Gas danach feinverteilten Tröpfchen einer umlaufenden wäßrigen, alkalischen Waschlösung, in welcher das Schwefeldioxid absorbiert wird. Die Waschlösung in der zweiten Stufe kann in geeigneter Weise alkalisch (NaOH, KOH, NH₃) gemacht werden, aber vorzugsweise wird Lauge (NaOH) als Alkalie verwendet. Der umlaufenden ersten Waschlösung wird ein Teilstrom abgenommen, der erst mit Kalk und Soda (Na₂CO₃) neutralisiert wird, wonach absorbierte Schwermetallverbindungen (Kupfer, Blei, Quecksilber, Cadmium usw.) durch Zugabe von Natriumsulfid (Na₂S) abgeschieden werden.

Nach der Abtrennung des ausgefällten Schwermetallsulfidschlamms wird dem Teilstrom Waschlösung von der zweiten Stufe zugesetzt, welche absorbiertes Schwefeldioxid wie Sulfit oder, weil die Waschlösung normalerweise oxidiert, wie Sulfat enthält. Beim Mischen des Teilstroms der Waschlösung von der ersten Stufe mit Waschlösung von der zweiten Stufe wird Gips (CaSO₄) abgeschieden. Damit die Gipsabscheidung in befriedigender Weise erfolgt, muß die Zugabe von Kalk zum Teilstrom der ersten Stufe an die Konzentration von absorbiertem Schwefeldioxid in der Waschlösung der zweiten Stufe angepaßt werden. Nach der Gipsabscheidung und der Abtrennung vom Gipsschlamm strömt die restliche Waschlösung zur Verdampfung. Der beim Eindampfen erzeugte Dampf wird verdichtet und als Zusatzwasser in die zweite Stufe zurückgeführt. Zur Regeneration der Waschlösung in der zweiten Stufe muß außerdem eine Alkalie (NaOH) zugegeben werden. Außer Kondensat werden beim Eindampfen Natriumchloridkristalle erzeugt, die von der Mutterlauge abgeschieden werden, die in den von der ersten Stufe kommenden Teilstrom zurückgeführt wird.

Die oben beschriebene Zweistufenreinigung bedeutet eine Verbesserung gegenüber der vorher beschriebenen Einstufenreinigung, indem nur eine Stufe alkalisch ist und der Laugenverbrauch deshalb geringer ist als früher. Relativ gesehen verbraucht jedoch auch die beschriebene Zweistufenreinigung große Mengen Lauge, was zu hohen Kosten führt. Ein weiterer Nachteil ist die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Stufe, wodurch die Zugabe von Kalk bei der Neutralisation des Teilstroms von der ersten Stufe der absorbierten Schwefeldioxidmenge genau angepaßt werden muß, d. h. der Sulfatkonzentration in dem Teilstrom von der zweiten Stufe, der zur Gipsabscheidung eingemischt wird. Falls zu viel Kalk zugegeben wird, steigt die Calciumchloridkonzentration, was bei der nachfolgenden Verdampfung (Eindampfung) Probleme mit sich bringt, während eine zu geringe Kalkzugabe eine schlechte Gipsabscheidung ergibt. Falls ferner das Verhältnis zwischen Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid im Gas so ist, daß die absorbierte Menge Schwefeldioxid größer ist als die absorbierte Menge Chlorwasserstoff, verarmt das System nach einiger Zeit bezüglich Calcium, was dazu führt, daß man beim Eindampfen ein Mischsalz aus Natriumchlorid und Natriumsulfat bekommt. Ein weiteres großes Problem besteht darin, daß genau wie bei dem oben beschriebenen Einstufensystem große Mengen Flüssigkeit eingedampft werden müssen, weil die Teilströme von sowohl der ersten als auch der zweiten Stufe an die Verdampfung angeschlossen sind. Folglich ist eine relativ große Verdampfungsanlage erforderlich. Infolge der großen Mengen Kondensat, die von der Verdampfungsanlage in die zweite Stufe zurückgeführt werden, entstehen Probleme mit dem Wassergleichgewicht im System, falls die Verdampfungsanlage außer Betrieb gerät.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Nachteile des vorbekannten Verfahrens zu beseitigen und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gasen sowie zur Erzeugung von Natriumchlorid zu schaffen, und zwar in einem System, das in bezug auf Waschlösung im wesentlichen geschlossen ist, wobei dank des geringeren Verbrauchs von Lauge die Kosten für die Chemikalien niedriger sind und wobei der Energieverbrauch niedriger ist, weil kleinere Flüssigkeitsmengen eingedampft werden. Dadurch, daß kleinere Mengen Flüssigkeit eingedampft werden, kann eine kleinere Verdampfungsanlage verwendet werden, was zu noch weiter gesenkten Kosten beiträgt.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Stufe mit Schwefeldioxidreinigung als ein sog. indirektes Kalkverfahren ausgebildet wurde, und daß die Stufe der Chlorwasserstoffreinigung und die Stufe der Schwefeldioxidreinigung voneinander getrennt wurden.

Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zur Reinigung von Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gasen geschaffen, wobei die Gase in einer ersten Stufe mit einer wäßrigen sauren Waschlösung zur Absorption von Chlorwasserstoff und in einer zweiten Stufe mit einer wäßrigen alkalischen Waschlösung zur Absorption von Schwefeldioxid gewaschen werden, wobei ein Teilstrom von der sauren Waschlösung der ersten Stufe abgenommen und in einem Sekundärkreis neutralisiert, zur Abtrennung von Schwermetallen behandelt und zur Abtrennung von Natriumchlorid eingedampft wird, und wobei ein Teilstrom von der alkalischen Waschlösung der zweiten Stufe abgenommen und zur Abtrennung von absorbiertem Schwefeldioxid behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat der Verdampfung im Sekundärkreis der ersten Stufe in die erste Stufe zurückgeleitet wird, und daß der Teilstrom der zweiten Stufe in einem Sekundärkreis, der von dem Sekundärkreis der ersten Stufe im wesentlichen getrennt ist, zur Regeneration der Alkalie in der alkalischen Waschlösung der zweiten Stufe durch Zugabe von Calciumionen zur Abtrennung von absorbiertem Schwefeldioxid als Calciumsalz und durch Zugabe von Carbonationen zur Abtrennung überschüssiger Calciumionen behandelt wird, wonach der regenerierte Teilstrom in die zweite Stufe zurückgeleitet wird.

Erfindungsgemäß wird auch eine Vorrichtung zur Reinigung von Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gasen geschaffen, umfassend einen Gaswäscher mit einer ersten Stufe, die einen Primärkreis mit Geräten zur Umwälzung einer wäßrigen sauren Waschlosung in Kontakt mit den Gasen sowie eine Leitung zum Abnehmen eines Teilstroms von der sauren Waschlösung an einen Sekundärkreis umfaßt, der Geräte zur Neutralisation, Abtrennung von Schwermetallen und Verdampfung des Teilstroms zur Abtrennung von Natriumchlorid aufweist; und einer zweiten Stufe, die einen Primärkreis mit Geräten zur Umwälzung einer wäßrigen alkalischen Waschlösung in Kontakt mit den Gasen sowie eine Leitung zum Abnehmen eines Teilstroms von der alkalischen Waschlösung und Abtrennung von absorbiertem Schwefeldioxid umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkreis der ersten Stufe eine Leitung von der Verdampfungsvorrichtung zur Zurückleitung des Kondensats aus der Verdampfung in den Primärkreis der ersten Stufe umfaßt, und daß die Leitung zum Abnehmen eines Teilstroms von der alkalischen Waschlösung der zweiten Stufe mit einem Sekundärkreis der zweiten Stufe verbunden ist, welcher Geräte zum Einmischen von Calciumionen und Abtrennen von ausgefällten Calciumverbindungen sowie Geräte zum Einmischen von Carbonationen und Abtrennung von ausgefälltem Material und Zurückleitung der regenerierten alkalischen Waschlösung in den Primärkreis der zweiten Stufe umfaßt, wobei der Sekundärkreis der ersten Stufe vom Sekundärkreis der zweiten Stufe im wesentlichen getrennt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den Patentansprüchen hervor.

Wie oben angegeben, ist die Schwefeldioxidreinigungsstufe bei der Erfindung als ein sog. indirektes Kalkverfahren ausgeführt. Diese Art von Schwefeldioxidreinigung ist an sich bekannt, und zwecks einer näheren Beschreibung wird auf die US-P 3 873 532 hingewiesen. Es sei jedoch betont, daß das indirekte Kalkverfahren entwickelt worden ist, um Gase zu reinigen, die nur Schwefeldioxid enthalten, wie Rauchgase von der Verbrennung von Kohle, und es ist bisher nicht bekannt, gemäß der Erfindung das indirekte Kalkverfahren bei der Reinigung von Gasen auszunutzen, die sowohl Chlorwasserstoff als auch Schwefeldioxid enthalten. Wie aus der folgenden Beschreibung der Erfindung hervorgehen wird, bedeutet dies in Verbindung mit der Trennung der Stufen zur Chlorwasserstoffreinigung und Schwefeldioxidreinigung mehrere große und unerwartete Vorteile.

Die Erfindung wird jetzt anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik zur Reinigung von chlorwasserstoff- und Schwefeldioxidhaltigen Gasen, und

Fig. 2 eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Reinigung von chlorwasserstoff- und Schwefeldioxidhaltigen Gasen.

Um die Erfindung und die Unterschiede gegenüber dem Stand der Technik verständlicher zu machen, folgt hier erst anhand von Fig. 1 eine kurze Beschreibung vom Stand der Technik.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Reinigung von chlorwasserstoff- und schwefeldioxidhaltigen Gasen, die von der Art ist, die oben im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschrieben worden ist. Wie in Fig. 1 veranschaulicht, wird ein chlorwasserstoff- und schwefeldioxidhaltiges Gas 1, wie z. B. Rauchgase aus der Müllverbrennung, einem Gaswäscher 2 zugeführt und dort in einer ersten Stufe mit einer wäßrigen sauren Waschlösung 3 in Berührung gebracht, die durch Sprühdüsen 4 feinverteilt wird. Die Waschlösung 3 wird mittels einer Pumpe 5 vom Gaswäscher über eine Leitung 6, 7 an die Sprühdüsen 4 zurückgeführt. Frische Waschlösung kann bei 8 zugeführt werden.

Beim Kontakt mit dem verunreinigten Gas absorbiert die Waschlösung 3 Chlorwasserstoff aus dem Gas. Von der ersten Stufe mit der umlaufenden Waschlösung 3 wird über eine Leitung 9 in einen Behälter 10 ein Teilstrom abgenommen. Im Behälter 10 wird der Teilstrom mit Kalk und Soda neutralisiert, wie durch den Pfeil 11 gezeigt wird, und wird danach einem Behälter 12 zugeführt, dem Natriumsulfid zugesetzt wird, wie durch den Pfeil 13 wird gezeigt, um die vorkommenden Schwermetallverunreinigungen als Sulfide abzuscheiden. Der Teilstrom wird in ein Gefäß 14 weitergeleitet, in dem die abgeschiedenen Schwermetallsulfide als ein Schlamm abgetrennt werden, wie durch den Pfeil 15 gezeigt wird. Danach wird der Teilstrom zu einem Gefäß 16 weitergeleitet, in dem er mit einem Teilstrom der Waschlösung aus der Stufe zur Schwefeldioxidreinigung durch die Leitung 17 gemischt wird. Diese Waschlösung enthält absorbiertes Schwefeldioxid, das nach Oxidation als Sulfat vorliegt. Durch Anpassung der im Behälter 10 zugesetzten Kalkmenge an den Sulfatgehalt des Teilstroms aus der Schwefeldioxidreinigung wird der Sulfatgehalt als Calciumsulfat (Gips) abgeschieden. Der abgeschiedene Gips darf in einem Behälter 18 sedimentieren und wird, wie durch den Pfeil 19 angezeigt wird, abgetrennt. Danach wird der Teilstrom einer Verdampfungsanlage 20 zugeführt. Die bei der Verdampfung konzentrierte Flüssigkeit wird an eine Einrichtung 21 zur Abtrennung von auskristallisiertem Natriumchlorid geleitet, das beim Pfeil 22 abgenommen wird, während die restliche Mutterlauge dem Behälter 10 über eine Leitung 23 zurückgeführt wird. Das Kondensat aus der Verdampfung wird der Schwefeldioxidreinigungsstufe als Zusatzwasser über eine Leitung 24 zugeführt.

Nachdem das Gas 1 im Gaswäscher 2 von Chlorwasserstoff befreit worden ist, wird es in einer zweiten Stufe mit einer alkalischen Waschlösung 25 zur Absorption von Schwefeldioxid behandelt. Die alkalische Waschlösung 25 strömt von einem Behälter 26 mittels einer Pumpe 27 durch Leitungen 28 und 29 an Sprühdüsen 30 und wird über eine Leitung 31 dem Behälter 26 zurückgeführt. Frische Waschlösung 25 wird dadurch gebildet, daß dem Behälter 26 Lauge (NaOH), wie durch den Pfeil 32 gezeigt, und Zusatzwasser zugegeben wird, das Kondenswasser von der Verdampfungsanlage 20 ist und über die Leitung 24 zugeführt wird.

Nachdem das Gas von Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid gereinigt worden ist, verläßt es den Gaswäscher, wie durch den Pfeil 33 gezeigt wird.

Die beschriebene Gasreinigungsvorrichtung hat den Vorteil eines Systems, das in bezug auf verunreinigte Waschlösung im wesentlichen geschlossen, aber ansonsten mit einer Anzahl Nachteile behaftet ist, die oben ausführlich beschrieben worden sind und deshalb hier nicht wiederholt werden müssen.

Auf Basis des jetzt beschriebenen Standes der Technik werden nachfolgend das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung anhand von Fig. 2 näher beschrieben.

Wie in Fig. 1 wird ein Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltendes Gas 34 in einen Gaswäscher 35 geleitet und in einer ersten Stufe von Chlorwasserstoff gereinigt. In der ersten Reinigungsstufe wird das Gas mit einer wäßrigen sauren Waschlösung 36 in Kontakt gebracht, die durch Sprühdüsen 37 gesprüht wird. Die Waschlösung 36 strömt in einem Primärkreis 38 mittels einer Pumpe 39 vom Gaswäscher 35 weg über die Leitungen 40 und 41 an die Sprühdüsen 37. Vom Primärkreis 38 wird ein Teilstrom der Waschlösung abgenommen und über eine Leitung 42 an einen Sekundärkreis 43 mit einem Behälter 44 zur Neutralisation mittels Soda (Na₂CO₃) geleitet, das wie durch den Pfeil 45 gezeigt zugesetzt wird. Nach der Neutralisation wird der Teilstrom in einen Behälter 46 geleitet, dem Natriumsulfid, wie durch den Pfeil 47 gezeigt, zum Abscheiden von Schwermetallverunreinigungen als Sulfiden zugesetzt wird. Die abgeschiedenen Schwermetallsulfide werden in einem Behälter 48 als Schlamm abgetrennt, der wie durch den Pfeil 49 gezeigt entfernt wird. Der Teilstrom wird danach in eine Verdampfungsanlage 50 geleitet. Das bei der Verdampfung erzeugte Kondensat wird durch eine Leitung 51 dem Primärkreis 38 der ersten Stufe zugeführt. Aus der beim Eindampfen erzeugten konzentrierten Flüssigkeit kristallisiert Natriumchlorid aus, das bei 52 durch z. B. schleudern oder Filtern abgetrennt wird. Das abgetrennte Natriumchlorid wird als ein Produkt gewonnen, wie durch den Pfeil 53 gezeigt wird. Die bei der Abtrennung des Natriumchlorids erzeugte Mutterlauge kann direkt über eine Leitung 54 in den Behälter 44 zurückgeleitet werden, aber vorzugsweise wird die Mutterlauge erst dadurch behandelt, daß sie in einem Behälter 55 durch eine Leitung 56 mit einem Teilstrom vom Sekundärkreis der Schwefeldioxidreinigung zusammengeführt wird. Dieser Teilstrom enthält Sulfat und Chloride. Durch Kühlen des Gemisches im Behälter 55 wird Natriumsulfat in Form von sog. Glaubersalz abgeschieden, das abgetrennt und durch die Leitung 57 dem Sekundärkreis der Schwefeldioxidreinigung zurückgeführt wird. Der Zweck eines derartigen Förderns eines Teilstroms vom Sekundärkreis der Schwefeldioxidreinigung in den Sekundärkreis der Chlorwasserstoffreinigung ist es, das Ansammeln von Chloriden in der Waschlösung in der zweiten Stufe zu vermeiden. Auch wenn der Hauptteil des Chlorwasserstoffs im Gas 34 in der ersten Stufe im Gaswäscher 35 absorbiert wird, verbleibt normalerweise eine Restmenge Chlorwasserstoff, die in der zweiten Stufe (Schwefeldioxidreinigungsstufe) des Gaswäschers absorbiert wird. Das beschriebene bevorzugte Abnehmen des Teilstroms vom Sekundärkreis der Schwefeldioxidreinigung ist volumenmäßig bedeutungslos und macht nur ein oder einige Prozente des Sekundärkreisstroms aus.

Wie oben angegeben, ist die Schwefeldioxidreinigung ein sog. indirektes Kalkverfahren, das beispielsweise wie in der US- A 3 873 532 beschrieben ausgebildet sein kann. Die in dieser Patentschrift beschriebenen Variationen und Einzelausführungen sind bei der folgenden, mehr schematischen Beschreibung der in Fig. 2 dargestellten Schwefeldioxidreinigungsstufe im Gedächtnis zu behalten.

Ein Behälter 58 enthält eine wäßrige alkalische Waschlösung, die ursprünglich, d. h. vor der Absorption von Schwefeldioxid, eine alkalische wäßrige Lösung einer leichtlöslichen Alkalie, beispielsweise eine leichtlösliche Alkalimetallverbindung, eine leichtlösliche Erdalkalimetallverbindung, beispielsweise eine Magnesiumverbindung, Ammoniak oder eine Ammoniumverbindung ist. Es ist bevorzugt, als leichtlösliche Alkalie eine leichtlösliche Alkalimetallverbindung, wie eine leichtlösliche Natrium- oder Kaliumverbindung, zu verwenden, und am meisten bevorzugt sind Natriumverbindungen, wie Natriumhydroxid (NaOH). Die alkalische Waschlösung wird mittels einer Pumpe 60 durch Leitungen 61, 62 in einem Primärkreis 59 an Sprühdüsen 63 geführt und umgewälzt, durch welche die alkalische Waschlösung feinverteilt und mit dem schwefeldioxidhaltigen Gas in Kontakt gebracht wird. Beim Kontakt mit dem Gas absorbiert die Waschlösung Schwefeldioxid und wird danach gesammelt und in den Behälter 58 durch eine Leitung 64 zurückgeführt. Das von Schwefeldioxid befreite Gas strömt bei 65 aus.

Zum Regenerieren der alkalischen Waschlösung wird ein Teilstrom vom Primärkreis 59 über eine Leitung 66 an einen Sekundärkreis 67 mit einem Behälter 68 abgeleitet. Bei Bedarf kann die Waschlösung mit einem Oxidationsmittel wie Luft behandelt werden, bevor sie in den Behälter 68 gelangt, um das ganze absorbierte Schwefeldioxid in Sulfat umzuwandeln.

Dem Behälter 68 werden Calciumionen zugesetzt, wie durch den Pfeil 69 gezeigt, vorzugsweise in Form von Kalk, z. B. gebranntem Kalk (CaO), möglichst gelöschtem Kalk (Ca(OH)₂). Durch die Zugabe von Calciumionen wird ein Teil vom Sulfatgehalt des Teilstroms als Calciumsulfat (Gips) abgeschieden, das sich in einem Behälter 70 absetzen darf und abgetrennt wird, wie durch den Pfeil 71 gezeigt wird. Der abgetrennte Gips wird entwässert und kann beispielsweise zur Herstellung von Gipsplatten verwendet werden. Der Teilstrom der Waschlösung wird danach weiter im Sekundärkreis in einen Behälter 72 geleitet, wo eine kleinere Menge Carbonat, vorzugsweise Soda (Na₂CO₃) zugesetzt wird, wie durch den Pfeil 73 gezeigt wird. Dadurch wird ein Überschuß an Calciumionen als schwerlösliches Carbonat abgeschieden, das sich dann im Behälter 74 absetzen darf. Der gebildete Niederschlag wird dem Behälter 74 entnommen und über eine Leitung 75 in den Behälter 68 zurückgeführt. Der Teilstrom der alkalischen Waschlösung, der somit von absorbiertem Schwefeldioxid befreit und in bezug auf seinen NaOH-Gehalt regeneriert worden ist, wird danach über eine Leitung 76 in den Behälter 58 für die Waschlösung im Primärkreis 59 zurückgeführt.

Wie oben erwähnt, bevorzugt man gemäß der Erfindung zum Vermeiden einer eventuellen Chloridansammlung in der Waschlösung der zweiten Stufe, daß ein kleiner Teil der regenerierten Waschlösung im Sekundärkreis von der Leitung 76 abgenommen und über eine Leitung 77 dem Sekundärkreis der ersten Stufe zugeführt und dort nach der Abtrennung von Natriumchloridkristallen im Behälter 55 mit der Mutterlauge gemischt wird. Der über die Leitung 77 eingemischte Teilstrom enthält außer Chlorid auch Sulfat, und durch Kühlen des Gemisches im Behälter 55 kann Natriumsulfat in Form von sog. Glaubersalz abgeschieden werden, das abgetrennt und über die Leitung 57 dem Behälter 74 im Sekundärkreis der zweiten Stufe zurückgeführt wird.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, schafft die vorliegende Erfindung eine separate Regeneration der Waschlösung in der ersten Stufe bzw. der Waschlösung in der zweiten Stufe. Zwar kann eine kleinere Menge Waschlösung vom Sekundärkreis der zweiten Stufe über den Sekundärkreis der ersten Stufe (über die Leitungen 77, 57) umgewälzt werden, aber, wie oben angegeben, ist diese Umwälzung optional (d. h. nicht zwingend), und falls sie stattfindet, handelt es sich nur um einen unerheblichen Teil der Waschlösung im Sekundärkreis der zweiten Stufe. Der Primär- und Sekundärkreis der ersten Stufe (Chlorwasserstoffreinigung) kann deshalb als im wesentlichen getrennt vom Primär- und Sekundärkreis der zweiten Stufe (Schwefeldioxidreinigung) betrachtet werden. Dadurch, daß die Regeneration der Waschlösungen in der ersten und zweiten Stufe voneinander getrennt ist, wobei das Kondensat bei der Verdampfung in der ersten Stufe somit dem Primärkreis der ersten Stufe und nicht der zweiten Stufe zurückgeführt wird, wie es früher beim Stand der Technik der Fall war, wird die zu verdampfende Flüssigkeitsmenge dramatisch reduziert. Auch die Chemikalienkosten werden deutlich reduziert gegenüber den Chemikalienkosten bei der Reinigung nach dem Stand der Technik. Zur Illustration dieser Tatsachen wird der folgende Vergleich angestellt, der sich auf die Reinigung von einem Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gas bezieht, das durch Verbrennung von Müll erzeugt wurde. Gerechnet pro Tonne verbrannten Mülls enthielt das Gas 6,0 kg Chlorwasserstoff und 2,4 kg Schwefeldioxid.

Bei der Reinigung des obengenannten Gases nach dem im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen vorbekannten Verfahren wurden folgende Mengen verbraucht, gerechnet pro Tonne verbrannten Mülls: 3,2 kg NaOH, die der Waschlösung in der zweiten Stufe zugesetzt wurden, sowie 4,8 kg Na₂CO₃ und 2,8 kg Ca(OH)₂₁ die zugesetzt wurden, um den von der ersten Stufe abgenommenen Teilstrom der Waschlösung zu neutralisieren. Ferner wurden 250 kg Wasser der Verdampfungsanlage zugeführt und zum Eindampfen wurden 100 kg Dampf verbraucht.

Zur Reinigung desselben Gases nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie z. B. im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben, wurden 8,8 kg Na₂CO₃ verbraucht, die zur Neutralisation dem Sekundärkreis der ersten Stufe und zur Abscheidung des Calciumüberschusses dem Sekundärkreis der zweiten Stufe zugesetzt wurden. Ferner wurden 2,8 kg Ca(OH)₂ verbraucht, die dem Sekundärkreis der zweiten Stufe zugesetzt wurden.

NaOH wurde überhaupt nicht verbraucht. Weil die erste und zweite Stufe gemäß der vorliegenden Erfindung voneinander getrennt sind, ist in der zweiten Stufe kein Eindampfen der Waschlösung erforderlich, und die eingedampfte Flüssigkeitsmenge wurde deshalb auf 100 kg reduziert. Für diese Verdampfung waren nur 40 kg Dampf erforderlich. Wie ersichtlich, ist der Dampfverbrauch 60% niedriger bei der vorliegenden Erfindung, was einen dramatisch reduzierten Energieverbrauch ergibt. Außerdem bedeutet die reduzierte Flüssigkeitsmenge, die eingedampft werden muß, daß bei der Erfindung eine kleinere und billigere Verdampferanlage verwendet werden kann.

Wenn man die Kosten für den oben angegebenen Chemikalienverbrauch berücksichtigt, sind die Verhältnisse wie folgt, wobei die Kosten für Ca(OH)₂ zu 100 gesetzt wurden:

Diese Zusammenstellung zeigt, daß die Chemikalien- und Dampfkosten gemäß der vorliegenden Erfindung fast 40% niedriger sind.

Claims (8)

1. Verfahren zur Reinigung von Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gasen, wobei die Gase in einer ersten Stufe zur Absorption von Chlorwasserstoff mit einer wäßrigen sauren Waschlösung und in einer zweiten Stufe zur Absorption von Schwefeldioxid mit einer wäßrigen alkalischen Waschlösung gewaschen werden, wobei ein Teilstrom von der sauren Waschlösung in der ersten Stufe abgenommen und in einem Sekundärkreis (43) neutralisiert, zur Abtrennung von Schwermetallen behandelt und zur Abtrennung von Natriumchlorid eingedampft wird, und wobei ein Teilstrom von der alkalischen Waschlösung in der zweiten Stufe abgenommen und zur Abtrennung von absorbiertem Schwefeldioxid behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat aus der Eindampfung (50) im Sekundärkreis (43) der ersten Stufe in die erste Stufe zurückgeleitet wird (51), und daß der Teilstrom aus der zweiten Stufe in einem Sekundärkreis (67), der von dem Sekundärkreis (43) der ersten Stufe im wesentlichen getrennt ist, zur Regeneration der Alkalie in der alkalischen Waschlösung der zweiten Stufe durch Zugabe von Calciumionen (69) zur Abtrennung von absorbiertem Schwefeldioxid als Calciumsalz und durch Zugabe von Carbonationen (73) zur Abtrennung von überschüssigen Calciumionen behandelt wird, wonach der regenerierte Teilstrom in die zweite Stufe zurückgeleitet wird (76).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zugabe von Carbonationen im Sekundärkreis der zweiten Stufe durch Zugabe von Soda erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom im Sekundärkreis (43) der ersten Stufe mit Soda (45) neutralisiert wird, und daß Natriumsulfid (47) zur Abscheidung und Abtrennung von Schwermetallen als Sulfide zugesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutterlauge, die nach der Abtrennung von Natriumchlorid bei der Verdampfung (50) im Sekundärkreis (43) der ersten Stufe zurückbleibt, zur Neutralisation des von der ersten Stufe abgenommenen Teilstroms zurückgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutterlauge, die nach der Abtrennung von Natriumchlorid beim Eindampfen (50) im Sekundärkreis (43) der ersten Stufe zurückbleibt, mit einem Unterteilstrom (77) vom regenerierten Teilstrom im Sekundärkreis (67) der zweiten Stufe zusammengeführt wird, daß die zusammengeführten Flüssigkeiten gekühlt werden, und daß der gebildete Niederschlag abgetrennt und dem Sekundärkreis (67) der zweiten Stufe wieder zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Natriumverbindungen, beispielsweise Natriumhydroxid, als Alkalien in der alkalischen Waschlösung der zweiten Stufe verwendet werden, und daß die Zugabe von Calciumionen im Sekundärkreis (67) der zweiten Stufe durch Zugabe von gelöschtem oder ungelöschtem Kalk erfolgt.

7. Vorrichtung zur Reinigung von Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid enthaltenden Gasen, umfassend einen Gaswäscher (35) mit einer ersten Stufe, die einen Primärkreis (38) mit Geräten (39) zum Umwälzen einer wäßrigen sauren Waschlösung in Kontakt mit den Gasen sowie eine Leitung (42) zum Abnehmen eines Teilstroms der sauren Waschlösung an einen Sekundärkreis (43) umfaßt, der Vorrichtungen zur Neutralisation (44), Abtrennung von Schwermetallen (46, 48) und zum Eindampfen (50) des Teilstroms zur Abtrennung von Natriumchlorid aufweist; und einer zweiten Stufe, die einen Primärkreis (59) mit Geräten (60) zum Umwälzen einer wäßrigen alkalischen Waschlösung in Kontakt mit den Gasen sowie eine Leitung (66) zum Abnehmen eines Teilstroms von der alkalischen Waschlösung und Abtrennung von absorbiertem Schwefeldioxid umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkreis (43) der ersten Stufe eine vom Verdampfer (50) führende Leitung (51) zur Zurückleitung des Kondensats von der Eindampfung in den Primärkreis (38) der ersten Stufe umfaßt, und daß die Leitung (66) zum Abnehmen eines Teilstroms von der alkalischen Waschlösung der zweiten Stufe mit einem Sekundärkreis (67) der zweiten Stufe verbunden ist, welcher Vorrichtungen zum Einmischen von Calciumionen (68, 69) und Abtrennen von abgeschiedenen Calciumverbindungen (70, 71) sowie Vorrichtungen zum Einmischen von Carbonationen (72, 73) und Abtrennung von ausgefälltem Material und Zurückführung (76) der regenerierten alkalischen Waschlösung in den Primärkreis (59) der zweiten Stufe umfaßt, wobei der Sekundärkreis (43) der ersten Stufe von dem Sekundärkreis (67) der zweiten Stufe im wesentlichen getrennt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie eine Leitung (77) zum Fördern eines Unterteilstroms vom regenerierten Teilstrom im Sekundärkreis (67) der zweiten Stufe in die bei der Natriumchloridabtrennung abgeschiedene Mutterlauge und Vorrichtungen (55) zum Kühlen des zusammengebrachten Unterteilstroms und der Mutterlauge sowie zum Abtrennen des gebildeten Niederschlags und dessen Zurückführung in den Sekundärkreis (67) der zweiten Stufe umfaßt.