NL7904853A

NL7904853A - DEVICE FOR NEUTRALIZING ACID GASES.

Info

Publication number: NL7904853A
Application number: NL7904853A
Authority: NL
Original assignee: Teller Environmental Systems
Priority date: 1978-09-20
Filing date: 1979-06-21
Publication date: 1980-03-24
Also published as: IT7949715A0; GB2030469A; CA1124490A; JPH0134646B2; FR2436622A1; DE2928528C2; JPS5541891A; DE2928528A1; GB2030469B; IT1118175B

Description

Teller Environmental Systems, Inc., Worcester, Massachusetts,Teller Environmental Systems, Inc., Worcester, Massachusetts,

Ver. St. v. AmerikaFar. St. v. America

Inrichting voor het neutraliseren van zure gassenDevice for neutralizing acidic gases

SamenvattingSummary

Beschreven is een werkwijze en inrichting voor het neutraliseren van hete, zure gassen. Voor het neutraliseren van het gas wordt het geïntroduceerd in een zone, bijvoorbeeld een cycloon, waarin 5 een opwaartse, in hoofdzaak spiraal- of schroeflijnvormige gasstroom tot stand wordt gebracht. Deze beweging van het gas laat toe, grotere deeltjes uit het gas te verwijderen, die zich als gevolg van de centrifu-gaalkracht qp de wand van de cycloon concentreren. De opwaarts bewegende gasstroom, die al of niet langs een spiraal of schroeflijn kan bewegen, 10 wordt in aanraking gebracht met een opwaarts bewegende sproeinevel van een basische, neutraliserende vloeistof of brij, onder zodanige omstandigheden, dat de druppels van de sproeinevel de zwaartekracht gematigd overwinnen, zodat zij een voldoende lange verblijfstijd in de cycloon hebben om te worden verdampt, Het gas vormige product uit de cycloon kan dan 15 verder worden behandeld, om kleine deeltjes en zoute stoffen te ver wijderenA method and apparatus for neutralizing hot, acidic gases has been described. To neutralize the gas, it is introduced into a zone, for example a cyclone, in which an upward, mainly spiral or helical, gas flow is produced. This movement of the gas makes it possible to remove larger particles from the gas, which concentrate on the wall of the cyclone as a result of the centrifugal force. The upwardly moving gas stream, which may or may not move along a spiral or helix, is contacted with an upwardly moving spray of a basic, neutralizing liquid or slurry, under conditions such that the drops of the spray mist moderately overcome gravity , so that they have a sufficiently long residence time in the cyclone to be evaporated. The gaseous product from the cyclone can then be further treated, to remove small particles and salts

De onderhavige uitvinding heeft betrekking pp een werkwijze en een inrichting voor het koelen en neutraliseren van zure gassen, waarbij het gas in aanraking wordt gebracht met een sproeinevel van een 20 vloeistof.The present invention relates to a method and an apparatus for cooling and neutralizing acid gases, wherein the gas is contacted with a spray mist of a liquid.

De problemen bij het uitstoten in de atmosfeer van indus-tiële gassen, die een hoog gehalte aan giftige stoffen bevatten, zijn reeds lang bekend. Zure gassen, zoals zwavelozyden, stüstofoxyden en waterstofgalogeniden, zijn algemeen bekende en ongewenste bestanddelen 25 van industriële afvalgassen. Wanneer zij in de atmosfeer worden geblazen, condenseren deze gassen cp waterdruppels, waardoor sterke zuren worden gevormd en wanneer zij door de wind worden weggeblazen, kunnen deze druppels ernstige corrosie veroorzaken aan metalen delen en machines, zelfs pp vele kilometers afstand van het industrieterrein. Direct gevaar 790 48 53 i % \ 2 voor dierlijk en plantaardig leven in deze gebieden is vastgesteld. Als gevolg hiervan hebben plaatselijke verordeningen en nationale vetten en regelingen in da Verenigde Staten van Amerika en verschillende andere landen steeds strengere beperkingen opgelegd aan het toelaatbare gehalte 5 zure gassen in industriële af valgassen. Een groot aantal methodes zijn voorgesteld om dit probleem op te lossen, maar met geen een van deze methoden heeft men het drievoudige probleem kunnen oplossen van het hanteren van grote volumes hete afvalgassen, die betrekkelijk hoge concentraties van zure gassen bevatten, het reduceren van het gehalte van het 10 zure gas tot een aanvaardbaar niveau en toch het handhaven van een economisch bedrijf.The problems of emissions into the atmosphere of industrial gases containing a high level of toxic substances have long been known. Acid gases, such as sulfur lyses, nitrogen oxides and hydrogen galides, are well known and undesirable components of industrial waste gases. When blown into the atmosphere, these gases condense with water droplets, forming strong acids and when blown away by the wind, these drops can cause serious corrosion to metal parts and machines, even many miles away from the industrial site. Immediate risk of animal and plant life in these areas is 790 48 53%. As a result, local ordinances and national fats and regulations in the United States of America and several other countries have imposed increasingly strict restrictions on the permissible content of acidic gases in industrial waste gases. A large number of methods have been proposed to solve this problem, but none of these methods has been able to solve the threefold problem of handling large volumes of hot waste gases containing relatively high concentrations of acid gases, reducing the content of the acidic gas to an acceptable level while still maintaining an economic business.

Beschrijving van de stand van de techniek Het is allang bekend, gasstromen te zuiveren door contact met een vaste absorberende stof, die selectief kan reageren met de 15 onzuiverheden of deze langs natuurkundige weg uit de gasstroom kan absorberen. Absorberende stoffen werden gewoonlijk toegepast in de vorm van filterkoeken of bedden van korrelvormig materiaal, zoals bijvoorbeeld is beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 2.391.116, 2.526.776 en 3.197.9^2. De toepassing van dergelijke methoden ging echter 20 gepaard met vele problemen. Gevulde absorptie-torens van de tot nufcoe toegepaste types waren in het gebruik beperkt tot de behandeling van betrekkelijk kleine volumes gasvormig materiaal. Grotere volumes konden niet op doeltreffende wijze worden behandeld door middel van torens met een vast bed, en wel als gevolg van de grote drukval, die over de vulling 25 plaats heeft, De behoefte aan een groot vermogen om het gas door de bedden te persen ma/'akte dergelijke processen oneconomisch, wanneer het verontreinigde gas aanwezig was in concentraties onder ongeveer 1*00 delen per miljoen. Bovendien kan bij torens met een vast bed het probleem van een "doorbreekpunt" optreden, dat wil zeggen, dat het bed van absorberend 30 materiaal geleidelijk verzadigd wordt, totdat op een bepaald punt de werkzaamheid snel daalt. In deze fase kan een doorbrak van verontreinigingen optreden en deze zullen ontsnappen, totdat het systeem wordt afgesloten en veranderd, of totdat de gasstroom naar een vers gevulde toren wordt gestuurd. Dit is, eenvoudig gezegd, een ladingsgewijze ver-35 werking. De ernstige problemen van drukdaling, doorbreekpunten en continu 790 4 8 53 ► 3 % bedrijf bleken ook te bestaan bij bewerkingen net gefluxdiseerd bed, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.723.598, waarbij de korrelvormige absorberende stoffen in een bed worden geroerd door de binnenkomende verontreinigde gas stroom, zodat de geaereerde massa 5 de neiging heeft, zich te gedragen als een fluïdum.Description of the Prior Art It has long been known to purify gas streams through contact with a solid absorbent which can selectively react with the impurities or absorb them physically from the gas stream. Absorbents were usually used in the form of filter cakes or beds of granular material, as described, for example, in U.S. Pat. Nos. 2,391,116, 2,526,776 and 3,197.9 ^ 2. However, the use of such methods has been accompanied by many problems. Filled absorption towers of the types used until now were in use limited to handling relatively small volumes of gaseous material. Larger volumes could not be effectively handled by fixed bed towers due to the large pressure drop occurring over the filling 25 The need for a high power to push the gas through the beds ma Noted such processes uneconomical when the contaminated gas was present in concentrations below about 1: 00 parts per million. In addition, with fixed bed towers, the problem of a "break through point" may arise, that is, the bed of absorbent material is gradually saturated until at some point the activity drops rapidly. At this stage, a breakthrough of contaminants can occur and they will escape until the system is shut down and changed, or until the gas flow is sent to a freshly filled tower. Simply stated, this is a batch process. The serious problems of pressure drop, breakthroughs, and continuous 790 4 8 53 ► 3% operation have also been found to exist in fluidized bed operations, such as described in U.S. Pat. No. 3,723,598, in which the granular absorbents in a bed are stirred by the incoming contaminated gas stream, so that the aerated mass 5 tends to behave like a fluid.

Het Amerikaanse octrooischrift 2.919.17¾ beschrijft een werkwijze voor het verwijderen van fluoride verontreinigingen uit gasstromen, waarbij grote drukdalingen en doorbreekpunten van bepaalde bovenbeschreven werkwijzen worden vermeden. Deze werkwijze omvat het 10 dispergeren van fijn verdeeld calciumcarbonaat (CaCO^) of andere basische zouten van alkalimetalen of aardalkalimetalen in de gasstroom, die fluorideverontreinigingen bevat en het sturen van de met deeltjes beladen stroom in een zakfilter, waarin een doorlaatbare laag van het alkalische materiaal kan worden opgebouwd. Deze werkwijze heeft echter 15 in andere opzichten nadelen, omdat de werkwijze is beperkt tot alka lische stoffen, die reageren met fluori de gas sen in droge toestand.U.S. Patent 2,919,117 describes a method for removing fluoride impurities from gas streams, avoiding large pressure drops and breakthrough points of certain methods described above. This method comprises dispersing finely divided calcium carbonate (CaCO3) or other basic salts of alkali or alkaline earth metals in the gas stream containing fluoride impurities and sending the particulate laden stream into a bag filter, which contains a permeable layer of the alkaline material can be built up. However, this method has drawbacks in other respects, because the method is limited to alkalis which react with fluors in the dry state.

Verder is het bij deze bekende werkwijze nodig, dat een laag van het alkalische materiaal wordt opgebouwd aan de binnenzijde van het filter-qppervlak, voordat dit werkzaam wordt.Furthermore, in this known method, it is necessary that a layer of the alkaline material is built up on the inside of the filter surface before it becomes active.

20 Er zijn "natte processen" bekend, waarbij een toren wordt gevuld met pakkingmateriaal en een vloeistof, zoals water, waardoor een verontreinigde gasstroom wordt gestuurd. Het nat wassen van afval-gassen met waterige oplossingen of een brij van mangaansulfaat, calciumbicarbonaat, kalk, amoniak en natriumsulfiet-bisulfiet, 25 voor het verwijderen van zvaveldioxyde werd in het Amerikaanse octrooi schrift 3.551*093 als onpraktisch beschouwd, omdat het afvalgas tot beneden 100°C (het kookpunt van water) moet worden afgekoeld, voordat absorptie plaats heeft. Verder maakt de grote drukdalxng over de gevulde toren en de betrekkelijk langzame diffusie van het gas door de vloeibare 30 fase deze werkwijze onpraktisch voor toepassing in een grote installatie.There are known "wet processes" in which a tower is filled with packing material and a liquid, such as water, through which a contaminated gas flow is sent. Wet washing of waste gases with aqueous solutions or a slurry of manganese sulfate, calcium bicarbonate, lime, ammonia and sodium sulfite bisulfite, to remove sulfur dioxide was considered impractical in U.S. Patent 3,551 * 093 because the waste gas is below 100 ° C (the boiling point of water) must be cooled before absorption takes place. Furthermore, the large pressure drop across the filled tower and the relatively slow diffusion of the gas through the liquid phase make this method impractical for use in a large installation.

Ook is voorgesteld, een heet zuur gas gelijktijdig te koelen en te neutraliseren door het gas in aanraking te brengen met een sproei-nevel van vloeistofdruppel-tjes, die een neutraliseringsmiddel bevatten. Bij deze werkwijzen reageert het neutraliseringsmiddel met het zure gas, 35 zodat zijn pH groter wordt tot ongeveer 7. De hoeveelheid water, die 7904853 t 4 ) k wordt gebruikt bij de sproeinevel of bij de suspensie van water en vaste stoffen, is voldoende om de tenper at uur van het gas door verdamping van het water te verlagen, zodat het reactieproduct en/of het niet reagerende neutraliseringsmiddel droog is. Het is essentieel, dat een complete 5 droge toestand wordt bereikt, omdat anders een waterige oplossing zich zal verzamelen op de bodem van de gebruikte inrichting, welke waterige oplossing corrosief is en moeilijk te verwijderen en die het ongewenst buiten gebruik stellen van de installatie veroorzaakt.It has also been proposed to simultaneously cool and neutralize a hot acid gas by contacting the gas with a spray of liquid droplets containing a neutralizing agent. In these processes, the neutralizing agent reacts with the acidic gas to increase its pH to about 7. The amount of water used in the spray or in the suspension of water and solids is sufficient to per hour of the gas by reducing evaporation of the water so that the reaction product and / or the unreacting neutralizing agent is dry. It is essential that a complete dry state is achieved, otherwise an aqueous solution will accumulate on the bottom of the device used, which aqueous solution is corrosive and difficult to remove and causes undesired shutdown of the installation.

De bij deze werkwijze gebxuikte inrichting is in het alge-10 meen de inrichting, die wordt gebruikt in sproei drogers of in gas- en vloeistofsproeinevels, die beide in gelijkstroom naar beneden gaan. Bij sommige beperkte toepassingen wordt het tegenstroomprincipe gebruikt, waarin het gas naar boven stroomt en de vloeistofhevel in neerwaartse richting stroomt. Deze laatste techniek is echter in het algemeen onge-15 wenst, omdat het gas en de vloeistofhevel gedurende onvoldoende lange tijd met elkaar in contact komen, om een in hoofdzaak gehele neutralisatie tot stand te brengen, terwijl een nagenoeg complete verdamping van de contactvloeistof wordt bereikt. Het probleem van een in hoofdzaak compleet droge toestand wordt gecompliceerder gemaakt door het feit, 20 dat industriële uitstoot gewoonlijk stoffen in de vorm van deeltjes bevat, die ook moeten worden verwijderd. Als de concentraties van de deeltjes groot zijn, met een belasting groter dan ongeveer 0,5 gram/dscf, dan komen de deeltjes in botsing met de sproeinevel en veroorzaken conglomeraties en de vorming van grotere druppels, die moeilijker te 25 verdampen zijn.The device used in this method is generally the device used in spray dryers or in gas and liquid spray mists, both of which go down in DC. In some limited applications, the counter-flow principle is used, in which the gas flows upwards and the liquid siphon flows downwards. However, this latter technique is generally undesirable because the gas and liquid siphon come into contact with one another for an insufficient amount of time to effect essentially complete neutralization while achieving almost complete evaporation of the contact liquid . The problem of a substantially complete dry state is made more complicated by the fact that industrial emissions usually contain particulate matter which must also be removed. When the concentrations of the particles are large, with a load greater than about 0.5 gram / dscf, the particles collide with the spray mist and cause conglomerations and the formation of larger droplets which are more difficult to evaporate.

Bij de vorming van de sproeinevel, bijvoorbeeld met een enkel vloeistofmondstuk of met twee vloeistofmondstukken of met draaiende schijven, wordt een grootte-verdeling van vloei stofdeeltjes gecreërd.In the formation of the spray mist, for example with a single liquid nozzle or with two liquid nozzles or with rotating discs, a size distribution of liquid particles is created.

De kleinere droppels verdampen snel, terwijl de grotere droppels langzaam 30 verdampen, De grootte van de afkoelreactor moet zodanig worden bepaald, dat een veilige "blootstellingstijd" wordt bereikt, om ook de grotere druppels geheel te verdampen. Zo is de grootte van de inrichting buitengewoon sterk gegroeid, terwijl de vragen betreffende de betrouwbaarheid niet zijn geëlimineerd, waneer de spreiding van de droppels bij mond-35 stukken of schijven met de tijd of bedrijfscondities verandert. Als bij- 790 4 8 53 V * 5 voorbeeld de diameter van de gebruikte inrichting een gasstroomsnelheid van 1,83 m/sec. toelaat en een druppel van UOO micron wordt gevormd, dan is de beginsnelheid naar beneden van de druppel 1,83 m/sec. plus de eindsnelheid van 1,53 m/sec. of 3,36 m/sec. netto. Als de ve r dampings-5 tijd 6 seconde is en de grootte van de deeltjes verminderd tot ^0 micron in droge toestand, dan zou de lengte van de afkoelreactor noodzakelijker· wijze in de orde van grootte van ongeveer 15,86 m moeten liggen. Een dergelijke inrichting heeft hoge bouw· en onderhoudskosten en is daarom ongewenst.The smaller drops evaporate quickly, while the larger drops slowly evaporate. The size of the cooling reactor must be determined so that a safe "exposure time" is achieved in order to completely evaporate the larger drops as well. Thus, the size of the device has grown extraordinarily, while the reliability questions have not been eliminated as the dispersion of the droplets at nozzles or discs changes with time or operating conditions. As an example, the diameter of the device used has a gas flow velocity of 1.83 m / sec. and a drop of UOO micron is formed, then the initial velocity of the drop down is 1.83 m / sec. plus the final speed of 1.53 m / sec. or 3.36 m / sec. net. If the evaporation time is 6 seconds and the size of the particles decreases to 0 microns in the dry state, then the length of the cooling reactor should necessarily be of the order of about 15.86 m. Such a device has high construction and maintenance costs and is therefore undesirable.

10 Het is gewenst een inrichting te ver-schaffen voor het neutraliseren en koelen van zure gassen in hoeveelheden, die commercieel aantrekkelijk zijn, zonder de noodzaak tot grote installaties. Verder is het gewenst een dergelijke inrichting te verschaffen, die nagenoeg algehele zekerheid geeft, dat het gas is geneutraliseerd en dat de ver· 15 kregen gassamenstelling droog is.It is desirable to provide an apparatus for neutralizing and cooling acid gases in quantities which are commercially attractive without the need for large installations. It is further desirable to provide such an apparatus which provides almost complete assurance that the gas has been neutralized and that the resulting gas composition is dry.

Samenvatting van de uitvinding Volgens de uitvinding wordt een gasstroom, die zure gassen bevat, gedwongen te bewegen langs een in hoofdzaak schroeflijn vormige of spiraalvorm ge baan in een voorbehandelings zone, die vooraf gaat aan 20 een reactiezone, om betrekkelijk grote deeltjes te verwijderen, die in het zure gas aanwezig kunnen zijn. Het zure gas, dat in hoofdzaak vrij is van deze grote deeltjes, wordt in opwaartse richting geïntroduceerd in een reactiekamer en wordt daarin in contact gebracht met een in opwaartse richting bewegende sproeinevel van een vloeistof of een brij, 25 die met de zure gassen reageert en deze neutraliseert . De sproeinevel· deeltjes van de vloeistof of de brij ondergaan een lange verblijfstijd in de reactor als gevolg van de opwaartse beginsnelheid van de deeltjes, die voortvloeit uit de druk aan het sproeimondstuk en de kracht van de opwaarts bewegende gassen wordt uitgebalanceerd door de zwaartekracht, 30 zodanig, dat de sproeineveldeeltjes langzaam in opwaartse richting in de reactor bewegen, totdat het water daarin is verdampt. Door de gemiddelde grootte van de deeltjes in de sproeinevel en de snelheid van de opwaarts bewegende gassen te controleren, is het mogelijk, de afmetingen van de reactor aanzienlijk kleiner te maken, waardoor aanzienlijke econo-35 mische voordelen kunnen worden bereikt. De onderhavige uitvinding kan 790 48 53 * s β vorden toegepast als de eerste stap of een laatste stap in een geïntegreerd proces voor het verwijderen van zure gassen en andere verontreinigingen uit een gasstroom.Summary of the Invention According to the invention, a gas stream containing acidic gases is forced to move along a substantially helical or spiral path in a pretreatment zone preceding a reaction zone to remove relatively large particles which may be present in the sour gas. The acidic gas, which is substantially free of these large particles, is introduced upwardly into a reaction chamber and is contacted therein with an upwardly moving spray of a liquid or slurry which reacts with the acidic gases and it neutralizes. The spray particles of the liquid or slurry undergo a long residence time in the reactor due to the initial upward velocity of the particles resulting from the pressure at the spray nozzle and the force of the upwardly moving gases being balanced by gravity, 30 such that the spray mist particles slowly move upwardly into the reactor until the water therein has evaporated. By controlling the average size of the particles in the spray mist and the velocity of the upwardly moving gases, it is possible to make the dimensions of the reactor considerably smaller, whereby significant economic advantages can be achieved. The present invention can be used as the first step or a final step in an integrated process for removing acidic gases and other contaminants from a gas stream.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening met een uit-5 veerings voorbeeld nader worden toegelicht.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing with an exemplary embodiment.

Fig. 1 is een gedeeltelijke langs doorsnede en een gedeeltelijk zijaanzicht van de reactiekamer volgens de uitvinding.Fig. 1 is a partial longitudinal section and a partial side view of the reaction chamber of the invention.

Fig. 2 is een dwarsdoorsnede volgens de lijn II-II in fig. 1.Fig. 2 is a cross section taken on the line II-II in FIG. 1.

Fig. 3 toont de toepassing van de ui'handing in een ge-10 integreerd proces voor het verwijderen van zure gassen en andere ver ontreinigingen uit een gasstroom.Fig. 3 shows the use of the treatment in an integrated process for removing acidic gases and other impurities from a gas stream.

De gasstromen, die volgens de uitvinding vorden behandeld, bestaan in het bijzonder uit afvalgasstromen uit een oven, een smelt-inrichting of dergelijke. Het afvalgas wordt gebracht in een voorbe-15 handeling3zone, die voorafgaat aan een reactiezone, zodanig, dat aan het gas een spiraalvorm!ge beweging wordt gegeven om relatief grote, vaste deeltjes uit het gas te verwijderen. De grotere vaste deeltjes in het afvalgas worden door de centrifugaalkracht vanuit het midden van de voorbehandelings zone buitenwaarts gedwongen en worden verzameld in 20 een kleine kamer met een opening aan de binnenwand nabij de bodem van de behandelings zone, Door deze grotere deeltjes te verwijderen, wordt de vorming van ongewenst grote vloeistofdruppels, die kunnen ontstaan door de botsing van een sproeinevel van een reactievloeistof met deze deeltjes, verminderd of geheel onmogelijk gemaakt. Het gas wordt dan geïntroduceerd 25 in de bodem van een reactiekamer, waarin het in aanraking wordt gebracht met de daarmee reagerende sproeinevel. De aanvankelijk roterende beweging van de gasstroom, die tot stand wordt gebracht door het gas tangentiaal in de voorbehandelingszone te introduceren, neemt geleidelijk af als het gas uit de voorbehandelingszone in opwaartse richting in de 30 re actors troom, waar het gas in aanraking komt met een sproeinevel van een vloeistof of brij, die afkomstig is uit een mondstuk, dat op een zodanige plaats in de opwaarts bewegende gasstroom is opgesteld, dat de grotere vaste deeltjes daaruit zijn verwijderd. Wanneer het in de reactiekamer geïntroduceerde zure gas relatief vrij is van grote vaste deeltjes, 35 kan het sproeimondstuk zijn opgesteld op een vertikale hoogte op of nabij 790 4 8 53 » * τ het introductiepunt van. het zure gas in de reactor. Als het te behandelen gas geheel vrij is van grote vaste deeltjes, kan het gas rechtstreeks in de bodem van de reactor worden geïntroduceerd zonder een voorafgaande behandelingsstap.The gas streams to be treated according to the invention, in particular, consist of waste gas streams from an oven, a melting device or the like. The waste gas is introduced into a pretreatment zone, which precedes a reaction zone, such that the gas is spiraled to remove relatively large solid particles from the gas. The larger solid particles in the waste gas are forced outward by the centrifugal force from the center of the pretreatment zone and are collected in a small chamber with an opening on the inner wall near the bottom of the treatment zone. By removing these larger particles, the formation of undesirably large liquid droplets, which may arise from the collision of a spray mist of a reaction liquid with these particles, has been reduced or made completely impossible. The gas is then introduced into the bottom of a reaction chamber in which it is contacted with the reactive spray mist. The initial rotational movement of the gas stream, which is accomplished by introducing the gas tangentially into the pretreatment zone, gradually decreases as the gas from the pretreatment zone moves upward into the 30th actor stream, where the gas contacts an spray of a liquid or slurry from a nozzle disposed in the upwardly moving gas stream such that the larger solid particles are removed therefrom. When the acid gas introduced into the reaction chamber is relatively free of large solid particles, the spray nozzle may be arranged at a vertical height at or near the entry point of. the sour gas in the reactor. If the gas to be treated is completely free of large solid particles, the gas can be introduced directly into the bottom of the reactor without a prior treatment step.

5 De onderhavige uitvinding laat de toepassing toe van een aantal sproeimcnds tukken voor het introduceren van een aantal reagerende sproeinevels in het zure gas. Dit wordt tot stand gebracht door toepassing van een aantal onafhankelijke voorbehandelingszenes, waarin grotere vaste deeltjes uit het gas worden verwijderd en waarbij in elke 10 zone stroomopwaarts van de reactor een sproeimondstuk is opgesteld.The present invention allows the use of a number of spray nozzles to introduce a number of reactive spray mists into the sour gas. This is accomplished by using a number of independent pretreatment zenes, in which larger solids are removed from the gas and a spray nozzle is located in each zone upstream of the reactor.

Omdat de grotere druppels uit de mondstukken een kortere afstand van de mondstukken afleggen dan de kleinere druppels, wordt de vorming van grote druppels door botsing van de grotere druppels uit verschillende sproeinevels vermeden. De toepassing van meer dan een sproeinevel is voor-15 delig, omdat een meer compléét contact tussen het gas en de sproeinevel tot stand kan worden gebracht dan bij toepassing van een enkele sproeinevel. Bij bekende processen, waarbij een neerwaartse stroom van gas in een reactor plaats heeft, worden geen meervoudige sproeimondstukken toegepast, omdat uit botsingen van druppeltjes uit verschillende mond-20 stukken grote druppels worden gevormd. Dit leidt tot een ongewenste opeenhoping van een corrosieve waterige samenstelling op de bodem van de reactor.Since the larger droplets from the nozzles travel a shorter distance from the nozzles than the smaller droplets, the formation of large droplets is avoided by colliding the larger droplets from different spray mists. The use of more than one spray is advantageous because a more complete contact between the gas and the spray can be achieved than with the use of a single spray. In known processes, in which a downward flow of gas takes place in a reactor, multiple spray nozzles are not used, because large droplets are formed from collisions of droplets from different nozzles. This leads to an undesirable build-up of a corrosive aqueous composition on the bottom of the reactor.

Ofschoon het gewenst is, een sproeinevel van een vloeistof of een brij te vormen, waarvan de druppeltjes een gelijkmatige grootte 25 bezitten, varieert in de praktijk de grootte van de druppeltjes over een betrekkelijk groot traject. Bij de bekende processen bewegen de aanvankelijk naar beneden bewogen grotere druppeltjes zich over de gehele lengte van de reactor zonder geheel te worden verdampt en verzamelen zich pp de bodem, waardoor zij schade aan de reactor veroorzaken. Bij 30 het proces volgens de onderhavige uitvinding ondergaan dergelijke druppel tjes een langere verblijfstijd in de reactor, omdat de invloed van de zwaartekracht daarop tegengesteld is aan de meesleursnelheid of meeneem-snelheid van het gas op de druppeltjes en deze worden daardoor verdampt.Although it is desirable to form a spray of a liquid or slurry, the droplets of which are of uniform size, in practice the size of the droplets varies over a relatively large range. In the known processes, the larger droplets initially moved downward move along the entire length of the reactor without being completely evaporated and collect at the bottom, causing damage to the reactor. In the process of the present invention, such droplets undergo a longer residence time in the reactor because the effect of gravity thereon is opposite to the entrainment speed or entrainment rate of the gas on the droplets and they are thereby evaporated.

De kleinere druppeltjes, die minder verblijfstijd vereisen om te worden 35 verdampt, ondergaan dan ook een kortere verblijfstijd. In elk geval worden 790 4 8 53 7 * 8 alle druppeltjes voor de af voer verdampt. Dus in wezen is het zo, dat hoe groter de druppeltjes zijn als gevolg van een slechte werking van een sproeimondstuk, des te veiliger het proces volgens de uitvinding wordt.Therefore, the smaller droplets, which require less residence time to be evaporated, undergo a shorter residence time. In any case, 790 4 8 53 7 * 8 all droplets for the drain are evaporated. So essentially, the larger the droplets are due to a malfunction of a spray nozzle, the safer the process of the invention becomes.

5 De temperatuur van het gas kan variëren van ongeveer 65,5°CThe temperature of the gas can vary from about 65.5 ° C

tot ongeveer 161*5°C of hoger, ofschoon de tenperatuur typisch varieert tussen ongeveer 121°C en ongeveer 526,6°C. Het debiet kan variëren van een zeer kleine hoeveelheid, zoals 1 cc/min. tot meer dan 28.317 m /min. en wordt alleen beperkt door de grootte en de constructie van 10 de reactiekamer. De gasvormige verontreinigingen zullen variëren aan vankelijk van de industriële toepassing van de inrichting volgens de uitvinding. Bijvoorbeeld bij de vervaardiging en/of verwelking van kunstmeststoffen, aluminium en secundair aluminium worden grote hoeveelheden waterstoffluoride en siliciumtetrafluoride gevormd. Bij het vezkooksen 15 van steenkool worden grote hoeveelheden zwaveldioxyden en kleinere hoe veelheden stikstofoxyden geproduceerd. Chloorwaterstof is een ander bijproduct van het secundaire aluminiunproces alsmede bij het ont-magnetiseren ("demagging") van primair aluminium bij de verbranding van afval van gechloreerde koolwaterstoffen en bij vuilverbrandingsinstalla-20 ties van steden.to about 161 * 5 ° C or higher, although the temperature typically varies between about 121 ° C and about 526.6 ° C. The flow rate can vary from a very small amount, such as 1 cc / min. to more than 28,317 m / min. and is limited only by the size and construction of the reaction chamber. The gaseous pollutants will vary depending on the industrial application of the device according to the invention. For example, in the manufacture and / or withering of fertilizers, aluminum and secondary aluminum, large amounts of hydrogen fluoride and silicon tetrafluoride are formed. Coal fiber cooking produces large amounts of sulfur dioxides and smaller amounts of nitrogen oxides. Hydrogen chloride is another by-product of the secondary aluminum process as well as in the demagnetization of primary aluminum in the combustion of chlorinated hydrocarbon wastes and urban waste incineration plants.

De gasstroom zal in het bijzonder ook meegesleurde deeltjes bevatten, die kunnen bestaan uit stof, onverbrande kool, verschillende metalenoxyden, zoals siliciumoxyden, aluminiumoxyden, ijzeroxyden en dergelijke. Bij het zuiveren of rail neren kunnen ook meegesleurde 25 druppels van vloeibare koolwaterstoffen en hun derivaten in de afval- gasstroom worden gevonden. De gasstroom wordt in de reactiekamer gevoerd, waar de gasstroom in aanraking komt met een oplossing of brij van een basismateriaal, dat wil zeggen een verbinding of stof, die in waterbasis reageert. De meest bekende stoffen van dit type zijn de alkali -30 metaal- en aardalkalimetaaloxyden, hydroxy den, carbon aten en bicarbo- naten, maar de uitvinding is niet daartoe beperkt. Binnen de omvang van de uitvinding kunnen ook worgen^oegepast: NaOH, Na^CO^, NaHCO^, Na2S03; KOH, K2C03, KHC03, KgSCy UOH^/LiHCCy, Ca(0H)2, CaO, CaCO3» Mg(QH)2,In particular, the gas stream will also contain entrained particles, which may include dust, unburned carbon, various metal oxides, such as silicon oxides, aluminum oxides, iron oxides and the like. When purified or railed, entrained drops of liquid hydrocarbons and their derivatives can also be found in the waste gas stream. The gas stream is fed into the reaction chamber where the gas stream comes into contact with a solution or slurry of a base material, i.e. a compound or substance which reacts in water base. The best known substances of this type are the alkali metal and alkaline earth metal oxides, hydroxides, carbon atoms and bicarbonates, but the invention is not limited thereto. Within the scope of the invention, there may also be used: NaOH, Na 2 CO 2, NaHCO 2, Na 2 SO 3; KOH, K2CO3, KHC03, KgSCy UOH ^ / LiHCCy, Ca (0H) 2, CaO, CaCO3 »Mg (QH) 2,

MgO, MgC03; ba(0H)2, BaO, BaC03; Zn(0H)2, ZnO, ZnCO^ Ni(CH)2, SiO, 35 NiC03; Cu(Cïï)2, CuOH; Fe(CH)3, Fe,^, FeCC>3, Fe^CO^, Binnen de omvang 790 4 8 53 . * "έ 9 van de uitvinding vallen ook de verschillende ertsen, in een of meer van de bovengenoemde verbindingen bevatten en die in waterbasis reageren. Voorbeelden van dergelijke ertsen zijn nefelien syeniet en fonoliet, 5 Alle bovengenoemde alkalimetaalverbindingen, die van natrium, kalium en lithium zijn zeer oplosbaar in water en kunnen worden toegepast als een waterige oplossing. De andere bovengenoemde basische verbindingen variëren van matig oplosbaar in koud water tot praktisch onoplosbaar. Deze verbindingen kunnen als een waterige brij worden 10 toegepast in fijn verdeelde vorm. Een brij van calcium en magnesium- vexbindingen kan bij de onderhavige werkwijze economisch worden toegepast. Ofschoon de oplossingen en de verschillende soorten brij typisch op of nabij kamertemperatuur worden toe gepast, kan het bij een basismateriaal aan de grens van de oplosbaarheid wenselijk zijn, 15 een verhitte oplossing te gebruiken, om de stof in oplossing te houden en daardoor verstoppingspröblemen te vermijden, die bij het gebruik van een bsij dikwijls voorkomen. In die gevallen, waarin de temperatuur onder ongeveer 121°C ligt, in het bijzonder wanneer de temperatuur lager is dan het kookpunt van water, is het ge/wenst, de oplossing 20 of brij te oververhitten. Door verhitting onder druk kan bijvoorbeeld de temperatuur van de vloeistof worden verhoogd tot ongeveer 53ó,6°C, om te waarborgen, dat voldoende hitte in de reactiékamer aanwezig is, om alle vloeistof geheel en ogenblikkelijk te verdampen en dat een droog zoutjpeactieproduct achterblijft. Het verdient echter de voorkeur 25 en meestal is dit ook het geval, dat de door de gasstroom zelf geleverde warmte voldoende is. Daarom zal voor het gemak de gasstroom worden aangeduid als een hete gasstroom.MgO, MgCO3; ba (0H) 2, BaO, BaCO3; Zn (0H) 2, ZnO, ZnCO 2 Ni (CH) 2, SiO, 35 NiCO 3; Cu (C 1) 2, CuOH; Fe (CH) 3, Fe, ^, FeCC> 3, Fe ^ CO ^, within the range 790 4 8 53. The various ores which are contained in one or more of the above compounds and which react in water base are also covered by the invention. Examples of such ores are nepheline syenite and phonolite. All the above alkali metal compounds, those of sodium, potassium and lithium are very soluble in water and can be used as an aqueous solution The other basic compounds mentioned above range from sparingly soluble in cold water to practically insoluble These compounds can be used as an aqueous slurry in finely divided form A slurry of calcium and magnesium compounds can be used economically in the present process Although the solutions and the various types of slurry are typically used at or near room temperature, it may be desirable to use a heated solution with a base material at the limit of solubility, to keep the substance in solution and therefore clogging problem one that often occurs when using a device. In those cases where the temperature is below about 121 ° C, especially when the temperature is below the boiling point of water, it is desirable to overheat the solution or slurry. For example, by heating under pressure, the temperature of the liquid can be raised to about 536.6 ° C to ensure that sufficient heat is present in the reaction chamber, that all of the liquid evaporates completely and instantaneously, and that a dry salt reaction product remains. It is preferred, however, and usually this is also the case where the heat supplied by the gas stream itself is sufficient. Therefore, for convenience, the gas flow will be referred to as a hot gas flow.

Bij het contact tussen de hete gasstroom en de waterige oplossing of brij heeft een enigszins hevige reactie plaats. Het water 5 wordt verdampt, waardoor de gasstroom wordt gekoeld, hetgeen een grote turbulentie veroorzaakt en innig contact tussen de zure gassen en het basische materiaal vergemakkelijkt. Een zure nevel wordt gecreeërd nabij de sproeimondstukken als gvolg van de verzadigde omgeving en het hoge dauwpunt van de zure gassen. Dit bewerkstelligt een langere verblijfstijd 35 van de zure gassen in het nevelgebied nabij de mondstukken en leidt daar- 79048 53 V * 1 to door tot een neer complete neutralisatie van de zure gassen met de vorming van de overeenkomstige zure zouten. Onder de be schreven omstandigheden verloopt de reactie tamelijk snel en de noodzakelijke verblijfstijd van het gas in de reactor varieert van ongeveer 1 milliseconde tot niet 5 meer dan ongeveer 2 seconde.A slightly violent reaction takes place at the contact between the hot gas stream and the aqueous solution or slurry. The water 5 is evaporated, thereby cooling the gas stream, causing great turbulence and facilitating intimate contact between the acidic gases and the basic material. An acidic mist is created near the spray nozzles as a result of the saturated environment and the high dew point of the acidic gases. This achieves a longer residence time of the acidic gases in the mist region near the nozzles and thereby leads to complete neutralization of the acidic gases with the formation of the corresponding acidic salts. Under the conditions described, the reaction proceeds rather quickly and the necessary residence time of the gas in the reactor ranges from about 1 millisecond to no more than about 2 seconds.

Als bijvoorbeeld een kalkbrij wordt gebruikt voor het koelen van een gasstroom, die chloorwaterstof bevat, zou het produkt het zoute calciumchloride (CaC2g) zijn. De concentratie van het basische materiaal in de waterige oplossing of brij en de verhouding van de hoeveelheid 10 heet afvalgas tot de hoeveelheid oplossing of brij zijn variabele fac toren, die kunnen worden ingesteld, om te waarborgen, dat op elk willekeurig tijdstip in de reactiekamer een stoechiometrisch, equivalent aanwezig is of een overmaat basismateriaal om alle water te verdampen om een "droog" gas vormig product te vormen. Bijvoorbeeld voor een bepaald 15 debiet van het afvoergas met een bepaalde concentratie van zure gassen kan men met behulp van conventionele middelen de noodzakelijke hoeveelheid toe te voegen basismateriaal berekenen, om een stoechiometrisch equivalent of een overmaat te krijgen. Gebaseerd op het debiet en de temperatuur van het afvoergas kan men ook het volume water of waterige 20 oplossing berekenen, dat door de gasstroom kan worden verhit en verdampt.For example, if a lime slurry is used to cool a gas stream containing hydrogen chloride, the product would be the salty calcium chloride (CaC2g). The concentration of the basic material in the aqueous solution or slurry and the ratio of the amount of hot waste gas to the amount of solution or slurry are variable factors which can be adjusted to ensure that at any time in the reaction chamber stoichiometrically, equivalent is present or an excess of base material to evaporate all water to form a "dry" gaseous product. For example, for a given flow rate of the off-gas with a given concentration of acidic gases, the necessary amount of base material to be added can be calculated by conventional means to obtain a stoichiometric equivalent or an excess. Based on the flow rate and temperature of the exhaust gas, one can also calculate the volume of water or aqueous solution which can be heated and evaporated by the gas flow.

Wanneer een zekere marge voor fouten wordt aangehouden, om rekening te houden met een inefficiënt warmte contact, kan een geschikt vloeistof debiet worden gekozen. De concentratie van basismateriaal in de oplossing of brij, die noodzakelijk is om het eerder berekende debiet 25 van basismateriaal te krijgen, wordt dan bepaald. Als het debiet van de vloeistof wordt vergroot, waarbij deze niet hoger komt dan het debiet, waarbij de vloeistof kan worden verwarmd en geheel verdampt, kan de concentratie van basismateriaal overeenkomstig worden verlaagd.When a certain margin for errors is maintained to account for an inefficient heat contact, an appropriate liquid flow rate can be selected. The concentration of base material in the solution or slurry necessary to obtain the previously calculated flow rate of base material is then determined. If the flow rate of the liquid is increased, not exceeding the flow rate, where the liquid can be heated and completely evaporated, the concentration of base material can be correspondingly lowered.

Bij het verlaten van het reactiesysteem volgens de uit-30 vinding heeft de gasstroom typisch een temperatuur van ongeveer 37»7 tot 26ο°C en is in hoofdzaak vrij van zure gassen. De zure zouten, die in de reactiekamer zijn gevormd, worden meegenomen met de geneutraliseerde gasstroom en worden pp een hierna te beschrijven wijze behandeld.When leaving the reaction system of the invention, the gas stream typically has a temperature of about 37-7 to 26 ° C and is substantially free of acid gases. The acidic salts formed in the reaction chamber are entrained with the neutralized gas stream and treated in a manner to be described below.

Volgens een aspect van de uitvinding wordt de oorspronke-35 lijke afvalgas stroom toegevoerd aan een verdeelleiding, vanwaaruit een 790 4853 * - 11 aantal kleinere afvalgas stromen worden gevormd. Elke afvalgasstroom, wordt gericht in een afzonderlijke vooibehandelingssectie, waarin de cycloonbeveging van de gas stroom wordt geschort en de grotere vaste deeltjes daaruit worden afgescheiden. In elk van deze vooibehandelings-5 secties wordt het hete gas in aanraking gebracht met een sproeinevel van een vloeistof of een brij, om de zure gassen daarin te neutraliseren.According to an aspect of the invention, the original waste gas stream is supplied to a manifold, from which a number of smaller waste gas streams are formed 790 4853 * - 11. Each waste gas stream is directed into a separate pre-treatment section in which the cyclone sweeping of the gas stream is suspended and the larger solids are separated therefrom. In each of these pre-treatment sections, the hot gas is contacted with a spray of a liquid or slurry to neutralize the acidic gases therein.

Door pp deze wijze te werk te gaan, kan de capaciteit van een bepaald reactiesysteem worden vergroot en bereikt men het extra voordeel van de toepassing van een aantal sproeinevels van vloeistof of brij onafharike-10 lijk van elkaar. Dit miniseert of verhindert de vorming van grote druppels als gevolg van de botsing van droppels vloeistof of brij uit verschillende mondstukken, terwijl het nuttig effect van de reactie wordt vergroot dankzij het verbeterde contact tussen vloeistof en gas.By operating in this manner, the capacity of a given reaction system can be increased and the additional advantage of using a number of spray sprays of liquid or slurry independent of one another is achieved. This minimizes or prevents the formation of large droplets as a result of the collision of drops of liquid or slurry from different nozzles, while enhancing the effectiveness of the reaction due to the improved contact between liquid and gas.

De uitvinding zal nu aan de hand van de tekening met een 15 ui tvoe rings voorbeeld nader worden toegelicht. De reactor 10 omvat een hoofdreactiékamer 12 en een aantal hulpreactiekamers 1k, 16, 18 en 20.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing with an embodiment. The reactor 10 includes a main reaction chamber 12 and a number of auxiliary reaction chambers 1k, 16, 18 and 20.

Het afvoer gas wordt toegevoerd in de verdeelleiding 2k, die is voorzien van drie binnenwanden 25 , 26 en 27, waardoor ingangen 28, 30 en 32 naar de reactors 1k, 16, 18 respectievelijk 20 worden gevormd. Omdat 20 het afvoer gas tangentiaal ten opzichte van de binnenwand in elke voor- behandelingsreactor wordt toe gevoerd, beweegt het geïntroduceerde gas zich in een cyclische beweging tangentiaal langs de binnenwand van elke voorbehan de lings re actor en de grotere vaste deeltjes in het gas worden als gevolg van de centri fugaalkracht naar de wand van de reactor gevoerd 25 en worden verzameld in leidingen 3k, 36, 38 en UO. De opwaarts bewegende gasstrcmen, voorgesteld door de pijlen k2 en UU, komen in aanraking met een sproeinevel van vloeistof of brij van een basismateriaal, dat afkomstig is uit sproeimonds tukken U6 en U8, die in de Venturis 66 en 68 zijn opgesteld. Zoals in de tekening is aangegeven, leveren de sproei-30 mondstukken U6 en U8 een uit twee vloeistoffen bestaande sproeinevel en zijn beide voorzien van een leiding 50 of 52 voor het toevoeren van een gas, bijvoorbeeld lucht, onder druk en van een leiding 5k of 56 voor het toevoeren van de basische vloeistof of basische brij. De lucht en de vloeistof of brij worden gemengd aan de uitgang van het mondstuk 58 of 35 60 en stromen in de gasstromen h2 of Uk en druppels met een grootte van 790 4 8 53 V « 12 ongeveer 20 micron tot ongeveer 200 micron. Teneinde de gewenste gemiddelde druppelgrootte en een beginsnelheid in opwaartse richting van de sproeinevel binnen ongeveer 0,6 tot 3 m/sec., bij voorkeur ongeveer 0,9 tot 1,8 m/sBC., wordt de druk in het mondstuk gehandhaafd tussen 5 ongeveer 2,8 en 1U kg/cm , bij voorkeur 2,8 en ^,9 kg/cm , Elk van de sproeimondstukken U6, U8, 62 en is vertikaal verstelbaar in zijn bijbehorende voorbehandelings- react/iekamer, zodat de contacttijd tussen de sproeinevel en het opwaarts bewegende gas in de gehele reactor 10 naar wens kan worden ingesteld. In het algemeen verdient het de voorkeur, 10 dat de kop van de mondstukken in of nabij de venturisectie in elke voor behandelings re actor wordt geplaatst, zoals de venturisecties 66 en 68.The exhaust gas is fed into the manifold 2k, which is provided with three inner walls 25, 26 and 27, through which inputs 28, 30 and 32 are formed to the reactors 1k, 16, 18 and 20, respectively. Since the exhaust gas is fed tangentially to the inner wall in each pretreatment reactor, the introduced gas moves tangentially along the inner wall of each pretreatment reactor in a cyclic motion and the larger solid particles in the gas become due to the centrifugal force fed to the wall of the reactor and collected in lines 3k, 36, 38 and UO. The upwardly moving gas streams, represented by arrows k2 and UU, come into contact with a spray of liquid or slurry of a base material from nozzle nozzles U6 and U8 disposed in the Venturis 66 and 68. As indicated in the drawing, the spray nozzles U6 and U8 provide a two-fluid spray mist and both are provided with a conduit 50 or 52 for supplying a gas, for example air, under pressure and with a conduit 5k or 56 for supplying the basic liquid or basic slurry. The air and the liquid or slurry are mixed at the outlet of the nozzle 58 or 35 60 and flow into the gas streams h2 or Uk and droplets of size 790 4 8 53 V 12 about 20 microns to about 200 microns. In order to achieve the desired average droplet size and an initial upward velocity of the spray within about 0.6 to 3 m / sec, preferably about 0.9 to 1.8 m / sBC., The nozzle pressure is maintained between 5 about 2.8 and 1U kg / cm, preferably 2.8 and ^ 9 kg / cm, Each of the spray nozzles U6, U8, 62 and is vertically adjustable in its associated pretreatment reaction chamber so that the contact time between the spray mist and the upwardly moving gas throughout the reactor 10 can be adjusted as desired. In general, it is preferred that the nozzle heads are placed in or near the venturi section in each pretreatment reactor, such as the venturi sections 66 and 68.

Door op deze wijze te werk te gaan, worden de sproeinevel en het gas met elkaar in contact gebracht, nadat de grotere vaste deeltjes uit het gas zijn verwijderd en de sproeinevels zijn onafhankelijk van elkaar, 15 waardoor de vorming van grote druppels als gevolg van druppelagglomeratie tot een minimum wordt teruggebracht. De sproeinevels en het hete gas bewegen zich dan in de hoofdreactiekamer 12, waarin de neutralisatie·· van het zure gas in hoofdzaak wordt voltooid.By operating in this manner, the spray mist and the gas are brought into contact with each other after the larger solid particles have been removed from the gas and the spray mists are independent of each other, causing the formation of large droplets due to drop agglomeration is reduced to a minimum. The sprays and hot gas then move into the main reaction chamber 12, in which the neutralization of the acid gas is substantially completed.

Eig. 3 toont een -typisch geïntegreerd proces voor het ver-20 wij de ren van zure gassen uitéén afvoe rgas s t room volgens de uitvinding.Owner. 3 shows a typical integrated process for the removal of acid gases from one off-gas cream according to the invention.

De af ge voerde stroom uit de re actiekamer 10 wordt stroomafwaarts via een leiding 101 toegevoerd aan een mengruimte 103 (met gestippelde omtrek), waarin korrel- of poedervormig materiaal, dat de resterende zure gassen kan absorberen, in de gasstroom wordt geblazen of op een 25 andere wijze geïntroduceerd. Ofschoon hierin beschreven als een ruimte, is het niet noodzakelijk, dat dit een aparte ruimte is. Het poeder- of korrelvormige materiaal kan in de gasstroom worden geblazen of qp een andere wijze geïntroduceerd op een of meer punten langs de leiding 101 stroomafwaarts van de reactiekamer 10 en wel in een voldoende grote 30 hoeveelheid om de resterende zure gassen te absorberen. Het poeder- of korrelvorm ge materiaal wordt bij voorkeur toegevoegd door geleidelijke toevoer van het materiaal uit een houder 105 in een leiding 107 en door menging van het materiaal met secundaire lucht, die wordt geïntroduceerd via de leiding 109, voor het suspenderen van de deeltjes. De stroom van 35 het mengseldeeltjes en lucht wordt dan via de leiding 111 gericht in de 790 4853 13 keel van een venturi 113, die in de leiding 101 is in gebouwd.The effluent from the reaction chamber 10 is fed downstream via a conduit 101 to a mixing chamber 103 (dotted outline) in which granular or powdered material, which can absorb the residual acid gases, is blown into the gas stream or 25 introduced in another way. Although described herein as a space, it is not necessary that it be a separate space. The powder or granular material may be blown into the gas stream or otherwise introduced at one or more points along the line 101 downstream of the reaction chamber 10 in an amount sufficient to absorb the residual acid gases. The powder or granular material is preferably added by gradually feeding the material from a container 105 into a conduit 107 and by mixing the material with secondary air introduced through the conduit 109 to suspend the particles. The flow of the mixture particles and air is then directed through line 111 into the throat of a venturi 113 built into line 101.

Bij voorkeur toegepaste absorberende stoffen voor dit proces zijn nefelien syeniet en fonoliet. De toepassing van nefelien syeniet voor bet absorberen van kleine resterende hoeveelheden zure 5 gassen uit een afvoergasstroom net een groot volume is neer in detail beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3.721.066 en 3.808.77^.Preferred absorbents for this process are nepheline syenite and phonolite. The use of nepheline syenite for absorbing small residual amounts of acidic gases from a large volume exhaust gas stream is described in detail in U.S. Pat. Nos. 3,721,066 and 3,808,77.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.808.77^, dat is gericht pp het activeren van nefelien syeniet, is in het bijzonder relevant voor de onderhavige uitvinding.U.S. Pat. No. 3,808,777, which addresses the activation of nepheline syenite, is particularly relevant to the present invention.

10 Het Amerikaanse octrooischrift 3.808.77^ beschrijft in het bijzonder een werkwijze voor het verwijderen van zure gassen in de orde van 100 tot 500 delen per miljoen uit een hete afvoergasstroom door • 1) het koelen van de gasstroom met water en het bevochtigen 15 daarvan: 2) het introduceren van nefelien syeniet in deeltjes vorm met een deeltjesgrootte van ongeveer 5-20 micron voor het absorberen van zowel vocht als zure gassen en 3) het richten van de gasstroom die de deeltjes nefelien 20 syeniet draagt ia een zakfilter, voor het verwijderen van de deeltjes tezamen met het vocht en de geabsorbeerde zure gassen.In particular, US Pat. No. 3,808,777 describes a process for removing acidic gases of the order of 100 to 500 parts per million from a hot exhaust gas stream by: 1) cooling the gas stream with water and wetting it : 2) introducing nepheline syenite in particulate form with a particle size of about 5-20 microns to absorb both moisture and acidic gases and 3) directing the gas stream carrying the particles of nepheline 20 syenite through a bag filter, for removing the particles together with the moisture and the absorbed acidic gases.

Zoals hierboven is op ge merkt heeft de gasstroom S^, die de xeactiékamer 10 verlaat, typisch een temperatuur van ongeveer 37,7 tot 260°C en is bevochtigd; het restgehalte zure gassen ligt in de 25 orde van grootte van 100 tot 500 delen per miljoen. Daardoor is de gasstroom ideaal geschikt voor de toepasshg van de boven beschreven werkwijze. In overeensteaming daarmee is de vochtige gasstroom werkzaam voor het bevochtigen van het poeder- of korrelvormige nefelien syeniet en daardoor het activeren van deze stof, om de selectieve ab-30 sorptie van zure gassen te bevorderen. Het activeren en absorberen heeft tamelijk snel plaats en is in het ideale geval voltooid op het tijdstip, dat de gasstroom en de meegenomen deeltjes nefelien syeniet de middelen voor het afscheiden van die deeltjes bereiken. De snelheid van activeren van het nefelien syeniet schijnt tenminste ten dele af-35 hankelijk te zijn van de relatieve vochtigheid van de gasstroom en bij een 790 4 8 53 *As noted above, the gas stream S14 exiting the reaction chamber 10 is typically at a temperature of about 37.7 to 260 ° C and is humidified; the residual content of acidic gases is in the order of magnitude from 100 to 500 parts per million. Therefore, the gas flow is ideally suited for the application of the above-described method. Accordingly, the humid gas stream acts to wet the powdery or granular nepheline syenite and thereby activate it to promote the selective absorption of acid gases. Activation and absorption takes place rather quickly and is ideally completed at the time when the gas flow and entrained particles nefelien syenite reach the means for separating those particles. The rate of activation of the nepheline syenite seems to depend at least in part on the relative humidity of the gas flow and at a 790 4 8 53 *

1H1H

relatieve vochtigheid van 20 tot 30# of hoger ligt de active rings tijd in de orde van grootte van 1 milliseconde. Ofschoon de active rings tijd bij een hogere relatieve vochtigheidsgraad korter wordt, wordt bij het absorptieproces gewoonlijk de hoeveelheid water, die in de gasstroom 5 in de kamer 10 wordt geïntroduceerd, zodanig gecontroleerd, dat de relatieve vochtigheid van de stroom Sg ongeveer 50# niet overschrijdt,relative humidity of 20 to 30 # or higher, the activation time is on the order of 1 millisecond. Although the activation time becomes shorter at a higher relative humidity, in the absorption process usually the amount of water introduced into the gas stream 5 into the chamber 10 is controlled such that the relative humidity of the stream Sg does not exceed about 50 # ,

De reden hiervoor is, dat bij een hogere relatieve vochtigheid de in de gasstroom meegenomen deeltjes nefelien syeniet de neiging tot samenklonteren vertonen langs het stromingskanaal en in het bijzonder in het 10 zakfilter. Wanneer het is geactiveerd, absorbeert het poeder- of korrel vormige nefelien syeniet de zure gassen uit de gasstrocm in ongeveer 0,01 tot 3 seconde.The reason for this is that at a higher relative humidity, the particles of nepheline syenite entrained in the gas flow show a tendency to agglomerate along the flow channel and in particular in the bag filter. When activated, the powder or granular nepheline syenite absorbs the acid gases from the gas stream in about 0.01 to 3 seconds.

Deze methode voor het verwijderen van resterende zure gassen is gebleken voor 95 tot 99# effectief te zijn, alsmede economisch voor 15 het verwijderen van de zure gassen in concentraties van ongeveer 100 tot 500 delen per miljoen, omdat dit absorptieproces in wezen een oppervlakteverschijnsel is, wordt slechts een betrekking klein gedeelte van de totale hoeveelheid poeder- of korrelvormg materiaal, en wel in de orde van grootte van 7 tot 15 gewichtsprocent, actief gebruikt; het is niet 20 economisch deze werkwijze bij hogere concentraties van zure gassen toe te passen. Met het feit, dat slechts 7 tot 15 gewichtsprocent van het poeder- of korrelvormige materiaal beschikbaar is voor de absorptie van zure gassen moet rekening worden gehouden bij het berekenen van het toevoerdebiet van het poeder- of korrel vormige materiaal dat noodzakelijk 25 is voor een in hobfdzaak stoechiometrisch equivalent gebaseerd op de concentratie van zure gassen en de stroomsnelheid van de gasstroom. Door echter eerst de stap van aikoeling en reactie toe te passen, waarbij in hoofdzaak alle basische materiaal wordt gebruikt voor het verwijderen van het grootste deel van de zure gassen, wordt de meer selectieve en 30 efficiënte absoxptiestap economisch voor het verwijderen van de resten van de zure gassen. Het totale nuttige effect van de eerste trap, het aikoelproces in de reactiekamer, en van de tweede trap, het introduceren van poeder- of korrelvonnig nefelien syeniet of soortgelijk materiaal, voorbat verwijderen van zure gassen uit een afvoergasstroom 35 is echter 99,9#.This method of removing residual acid gases has been found to be effective for 95 to 99%, as well as economical for removing the acid gases in concentrations of about 100 to 500 parts per million, because this absorption process is essentially a surface phenomenon, only a relatively small proportion of the total amount of powder or granular material, of the order of 7 to 15% by weight, is actively used; it is not economical to use this method at higher concentrations of acidic gases. The fact that only 7 to 15 weight percent of the powder or granular material is available for the absorption of acidic gases must be taken into account when calculating the feed flow rate of the powder or granular material necessary for an in Stove is stoichiometrically equivalent based on the concentration of acid gases and the flow rate of the gas stream. However, by first applying the cooling and reaction step, in which substantially all of the basic material is used to remove most of the acid gases, the more selective and efficient absorption step becomes economical to remove the residues of the acidic gases. However, the total useful effect of the first stage, the air cooling process in the reaction chamber, and of the second stage, the introduction of powdery or granular nepheline syenite or similar material, for example removing acidic gases from a waste gas stream 35, is 99.9%.

790 4 8 53 15790 4 8 53 15

Een bij voorkeur toegepast middel voor het afscheiden van het poeder- of korrelvormige materiaal, dat in de gasstroom wordt meegenomen, is de toepassing van een zakfilter 115, zoals is beschreven in het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift 3.808.77^. Het feit, dat 3 de resterende zure gassen en enig vocht uit de gasstroom worden ver wijderd als gevolg van de absorptie door het poeder- of korrelvormige materiaal, voordat de gasstroom het zakfilter bereikt, betekent, dat de corrosie van het filter tot een minimum is teruggebracht, De vermindering van het vocht in de gasstroom is ook belangrijk voor het 10 verminderen van mist of nevel nabij de uitlaat van de gasstroom. Boven dien verwijderd het zakfilter 115 niet alleen het poeder- of korrelvormige nefelien syeniet of soortgelijk materiaal met geabsorbeerd vocht en zure gassen, maar verwijderd ook de meegenomen zoutdeeltjes uit de eerste fase van de behandeling en andere deeltjes, die van begin af aan in het 15 afvoergas aanwezig waren. Daarom zal de gasstroom bij het verlaten van het zakfilter 115 in het algemeen klaar zijn voor af voer in de buitenlucht.A preferred means of separating the powder or granular material entrained in the gas stream is the use of a bag filter 115, as described in the above-mentioned U.S. Pat. No. 3,808,777. The fact that the residual acid gases and some moisture are removed from the gas stream due to the absorption by the powder or granular material before the gas stream reaches the bag filter means that the filter corrosion is minimized The reduction of the moisture in the gas stream is also important for reducing fog or mist near the outlet of the gas stream. In addition, the bag filter 115 not only removes the powdery or granular nepheline syenite or similar material with absorbed moisture and acidic gases, but also removes the entrained salt particles from the first stage of the treatment and other particles, which from the outset exhaust gas were present. Therefore, when leaving the bag filter 115, the gas flow will generally be ready for outdoor discharge.

Zoals reeds eerder is qpgemerkt, kan het nefelien syeniet het fonoliet of soortgelijk materiaal, dat wordt toegepast in de absor-20 ptie-fase van deze methode voor het in de praktijk brengen van het ge ïntegreerde proces, ook worden gebruikt als het basische materiaal voor de afkoel-reactiefase. Het gebruik van nefelien syeniet, fonoliet of soortgelijk natuurlijk erts als basismateriaal in de eerste fase en als absorberend materiaal in de tweede fase van dit proces ig/bij zonder 25 nuttig en werkzaam in de glasindustrie.As noted previously, the nepheline syenite, the phonolite or similar material used in the absorption phase of this method of practicing the integrated process, can also be used as the basic material for the cooling reaction phase. The use of nepheline syenite, phonolite or similar natural ore as the base material in the first phase and as an absorbent material in the second phase of this process is particularly useful and effective in the glass industry.

Het zoute bijproduct uit de eerste fase en het poeder- of korrelvormige materiaal met de daarop geabsorbeerde zure gassen, die in het zakfilter zijn verzameld, kunnen rechtstreeks worden gecombineerd en teruggewonnen in de {pasovens. De hoge temperatuur in de ovens bevordert 30 het ontbinden van het reactieproduct van erts en zuur gas, waardoor het erts en het zuur worden teruggewonnen als grondstoffen voor het vervaardigen van glas.The first phase salt by-product and the powder or granular material with the acid gases absorbed thereon collected in the bag filter can be directly combined and recovered in the pass furnaces. The high temperature in the furnaces promotes decomposition of the reaction product of ore and sour gas thereby recovering the ore and acid as raw materials for glass making.

Voorbeeld IExample I

Dit voorbeeld toont aan, dat dankzij de onderhavige uitvinding 35 een aanzienlijke vermindering van de afmetingen van de reactor kunnen 790 4 8 53 y ·* *ι * * 16 worden bereikt, zonder het gewenste neutraliseringsproces ongunstig te beïnvloeden.This example shows that, thanks to the present invention, a significant reduction in reactor dimensions can be achieved without adversely affecting the desired neutralization process.

De gegevens in tabel I geven de vergelijking tussen de werkwijze volgens de uitvinding met meestroom in opwaartse richting en de 5 conventionele werkwijze met meestroon in neerwaartse richting.The data in Table I give the comparison between the method according to the invention with upstream co-current and the conventional downstream co-current method.

Bij een typisch neutralisatieproces hebben de binnenkomende hete zure gassen een temperatuur van ongeveer 1000°C, terwijl de grootste druppels ongeveer 1+00 micron meten. De beginsnelheid van de sproeinevel uit het mondstuk is ongeveer 1,8 m/sec., terwijl de eindsnelheid van de 10 druppels als gevolg van de zwaartekracht ongeveer 1,5 m/sec. bedraagt.In a typical neutralization process, the incoming hot acidic gases have a temperature of about 1000 ° C, while the largest drops measure about 1 + 00 microns. The initial velocity of the spray from the nozzle is about 1.8 m / sec, while the final velocity of the 10 drops due to gravity is about 1.5 m / sec. amounts.

790 4 8 53 η S .Η Η •S 3 a * +? Ό ο ο I ^ +3 co t—ί its co cvj co co790 4 8 53 η S .Η Η • S 3 a * +? ^ Ο ο I ^ +3 co t — ί its co cvj co co

o ΙΛ n vo o\ J t-OCOJ-Oo ΙΛ n vo o \ J t-OCOJ-O

^ ***** ***** < J· J (O W 1Λ O 1- T- Oi \0 nd^ ***** ***** <YY (O W 1Λ O 1- T- Oi \ 0 nd

rHrH

0) * fti UN ΙΛ LfN lf\ o 'd oi oj co cvj t— os O ·Η CM ON -=f ON ΙΛ \o w Vö o g » * · * * · · ajoocuoj’- o o *- *- s α____ ö Ό LTS VO IfS Jft •H gjr-t— t-ao 4 0\ 1Λ t- vrj * * * * **** o (30OCVJCVlr_ O O *“ *” «H ............. -! I I * " " _ 1 4) 5 -r) U% ΙΛ a> MCOr-t-r- M J· 0\ ΙΛ Ö <u * * * * ··**0) * fti UN ΙΛ LfN lf \ o 'd oi oj co cvj t— os O · Η CM ON - = f ON ΙΛ \ ow Vö og »* · * * · · ajoocuoj'- oo * - * - s α ____ ö Ό LTS VO IfS Jft • H gjr-t— t-ao 4 0 \ 1Λ t- vrj * * * * **** o (30OCVJCVlr_ OO * “*” «H .......... ... -! II * "" _ 1 4) 5 -r) U% ΙΛ a> MCOr-tr- MJ · 0 \ ΙΛ Ö <u * * * * ·· **

CQ pQ CO CO CVJ 01 o o OCQ pQ CO CO CVJ 01 o o O

c 8 4) 3-3-3-3- 3. 3- 3. 3- .5 o o o a o o o oc 8 4) 3-3-3-3- 3. 3- 3. 3- .5 o o o a o o o o

§Ö IA VO W IA ΙΛ VO CM IA§Ö IA VO W IA ΙΛ VO CM IA

I—I u 3 CO CM CO CM i- 4) > H > +3 +3 +3 +3 +3+3+3+3I — I u 3 CO CM CO CM i- 4)> H> +3 +3 +3 +3 + 3 + 3 + 3 + 3

<u o O O O O O O O O<u o O O O O O O O O

+3 +3+5 +3+3+3+3 +3+3+3+3 & 5 1 % % % % % % ê % ot&m § o o § § § o § 0 h o o o o o o u o > 0) 4) 0)0)4)4} 4)4)4)4) *3 ft 03 Cfi CQ CQ CQCQOQCfi ^ ft+3 + 3 + 5 + 3 + 3 + 3 + 3 + 3 + 3 + 3 + 3 & 5 1%%%%%% ê% ot & m § oo § § § o § 0 hoooooouo> 0) 4) 0) 0) 4) 4} 4) 4) 4) 4) * 3 ft 03 Cfi CQ CQ CQCQOQCfi ^ ft

•*"3 Ü 3 ΙΛ IA ΙΛ ΙΛ 1Λ IA ΙΛ LA• * "3 Ü 3 ΙΛ IA ΙΛ ΙΛ 1Λ IA ΙΛ LA

<rj 3 £4 **** **** E+ ï> 'ö »“»“»“ T“ T— T— r— 1— 1 n §) tc u m a a 2<rj 3 £ 4 **** **** E + ï> 'ö »“ »“ »“ T “T— T— r— 1— 1 n §) tc u m a a 2

•rj ·Η Qï H• rj · Η Qï H

s +3 * 2 0+3 η w h o 0) !ï +3 ·-+ 4) ft ca u_a _ o____ 790 4853s +3 * 2 0 + 3 η w h o 0)! ï +3 - + 4) ft ca u_a _ o____ 790 4853

Claims

1, A method of treating an exhaust gas containing solid particles and acidic components, comprising directing the gas along a helical or spiral path in an upward direction in a first zone, to form a moving gas stream and to concentrating all solid particles that form larger liquid droplets upon impact with liquid droplets near the inner wall of the first zone, by removing the concentrated particles from the first zone and by the gas moving in an upward direction and free of said concentrated particles, to contact an upwardly moving spray of a basic liquid or slurry under conditions such that the acidic components are substantially completely neutralized and that substantially all of the liquid whether the liquid part of the slurry is evaporated.

A method of treating a tail gas containing acidic constituents and substantially free of particles that collide with liquid droplets to form larger droplets, characterized by 3D directing the gas upwardly into a reaction zone to to form a moving gas stream and by contacting the moving gas stream with an upwardly moving spray of a basic liquid or slurry under conditions such that the acidic components are substantially completely neutralized and that substantially all of the liquid or liquid part of the mash is evaporated, 79 0 Λ 8 53 9- - *

Method according to claim 1, characterized by dividing the exhaust gas into a number of gas streams, by directing each gas stream in one of a number of first zones and by contacting each gas stream with a separate spray mist of a basic liquid or mash. 1 *. Method according to claim 2, characterized by dividing the exhaust gas into a number of gas streams, by directing each gas stream in one of a number of first zones and by contacting each gas stream with a separate spray mist of a basic liquid or slurry .

Method according to claim 1, characterized in that the heat required to evaporate substantially all of the liquid or slurry is supplied by the exhaust gas.

6. Method according to claim 2, characterized in that the heat required for the taping of substantially all liquid or slurry is supplied by the exhaust gas.

7. A method according to claim 1, characterized in that at least part of the heat required for evaporation of substantially all liquid or slurry is obtained by overheating the liquid or slurry.

A method according to claim 2, characterized in that at least part of the heat required to evaporate substantially all of the liquid or slurry is obtained by overheating the liquid or slurry.

Process according to claim 1, characterized in that the basic liquid or slurry contains an alkali compound derived from calcium, magnesium and mixtures thereof.

10. Process according to claim 2, characterized in that the basic liquid or slurry contains an alkali compound derived from 3. calcium, magnesium and mixtures thereof »

An exhaust gas treatment device containing solid particles and acidic components, characterized by a chamber having an inlet and an outlet, said inlet being arranged to allow the exhaust gas to flow tangentially along the inner wall of the chamber 35 and which outlet is positioned above the inlet, by means for introducing a spray of a basic liquid or basic slurry which comes into contact with the exhaust gas. Flash a solid particle collector connected to the chamber and is arranged with the means for introducing the spray mist, in order to remove the particles from the gas, before the gas comes into contact with the spray mist and through a reactor, which is connected to the chamber and which is adapted to allow of the reaction of the basic spray with the acidic constituents, while the spray and the acidic constituents move upward in the reactor and the spray ^ 0 essentially vaporize completely.

Device according to claim 11, characterized by a venturi between the means for introducing the spray mist and the reactor.

Device according to claim 11, characterized by a U-number of chambers, each of which is provided with a nozzle for introducing the spray mist, of the device for collecting the particles and of the means for controlling a part of the exhaust gas to each of the chambers, 1 ^. Device according to claim 12, characterized by a number of chambers, each of which is provided with a nozzle for introducing the spray mist and the device for collecting the particles and the means for sending a part of the exhaust gas to each of the rooms.

15. A process for treating a tail gas containing 2j solids and acidic components substantially as described herein,

16. Device for treating an exhaust gas containing solid particles and acidic components substantially as described in the description and / or shown in the drawing. 79048 53