NO147939B - Fremgangsmaate for fjerning av svoveldioksyd fra gasser - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår fjerningen av svoveldioksyd fra gasstrømmer ved at disse bringes i kontakt med en vandig nåtriumsulfittoppløsning, hvorved man får absorbert svoveldioksydet og får en oppløsning som er rikere på natriumbisulfitt, som deretter kan behandles slik at man får desorbert eller frigjort svoveldioksyd samtidig som man får regenerert den absorberende oppløsningen som kan brukes om igjen. Under denne prosessen blir nåtriumsulfat dannet som et biprodukt i nevnte absorbsjons-desorbsjonsmedium, og må

tas ut av systemet uten at man derved taper verdifulle natriumforbindelser. Mer spesielt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for å redusere tapet av ønskelige og verdifulle natriumforbindelser fra et syklisk svoveldioksyd fjernings-

system, og dette skjer ved at man fjerner uønsket nåtrium-

sulf at fra absorbsjons-desorbsjonsmediet som et fast stoff som inneholder en øket mengde av nåtriumsulfat.

Svoveldioksyd er en velkjent forurensning i atmosfæren og fremstilles ved oksydasjon av svovel eller svovelholdige forbindelser. Man finner blant annet svoveldioksyd i betydelige mengder som en bestanddel av forskjel-

lige avfallsgasser, f.eks. avløpsgasser fra smelteverk,

kjemiske anlegg eller forbrenningsovner, hvor man brenner kull eller olje, f.eks. av den type man bruker i varmekraft-

verk. Skjønt konsentrasjonen av svoveldioksyd i slike gasser vanligvis er liten, dvs. fra 0,001 og opp til 5 mol-%, og oftest er mindre enn 0,5 mol-% (mindre enn ca. 1 vekt-%), så

kan mengden av svoveldioksyd som sendes ut i atmosfæren,

spesielt i industrielle områder, være meget stor på grunn av de store mengder svovelholdige forbindelser som opparbeides.

Således vil et moderne varmekraftverk med en kapasitet på 1,350.000 kW brenne ca. 15.000 tonn kull pr. døgn. Til tross for at konsentrasjonen av svoveldioksyd i forbrenningsgassene fra et slikt anlegg kan være lav, f.eks. av størrelsesorden fra o,2 til o,3 mol-%, så vil den totale mengde svoveldi-

oksyd ligge omkring 1000 tonn pr. døgn. På lignende måte får man fremstilt betydelige mengder svoveldioksyd når man anvender andre typer brennstoffer som kan inneholde svovel.

Fjerningen av svoveldioksyd fra svoveldioksydholdige gasser kan iftføres ved en behandling med en vandig nåtriumsulfittoppløsning. Driften av et effektivt og økonomisk system for fjernelse av svoveldioksyd erkarakterisertikke bare ved høy effektivitet med hensyn til absorbsjon av svoveldioksyd fra de svoveldioksydholdige gasser, høy effektivitet med hensyn til desorbsjon eller frigjøring av svoveldioksyd fra den forbrukte absorbsjonsoppløsningen, og ved relativt høy renhet på det svoveldioksyd som fremstilles, men også

ved et mininalt tap av metallverdier. Svoveldioksydholdig gass fremstilt f.eks. ved å brenne svovelholdige mineralpro-dukter og lignende som brennstoffer, kan kontaktes med nå-triumsulf itt i en vandig oppløsning slik at det dannes bisulfitt, og derved kan man i alt vesentlig redusere svoveldioksydinn-holdet i gassen, f.eks. til mindre enn 0,02 mol-%, når den svoveldioksydholdige gass inneholder mer enn ca. 0,2 mol-% svoveldioksyd. Fjerningen av svoveldioksyd fra gasser går således ofte opp i mer enn 9 5 %. Den forbrukte absorberende oppløsningen kan oppvarmes , hvorved man omdanner bisulfitt til sulfitt og svoveldioksyd, hvorved man regenererer en væske eller en væske inneholdende faste stoffer, som så kan brukes som den absorberende oppløsning. Svoveldioksydet kan tas ut og avkjøles eller komprimeres, hvorved man får et flytende produkt, eller kan sendes som en gass til et svovelsyreanlegg eller et avsvovlingsanlegg. Regenerert absorbsjonsoppløsning kan så resirkuleres til absorbsjonssonen. For ytterligere informasjon og videre eksempel angående svoveldioksydfjernings-systemer som med fordel kan anvende den teknologi som her er beskrevet, se U.S. patent nr. 3.607.037, 3.653.812 og 3.790.660.

De svoveldioksydholdige gasser som skal behand les vil vanligvis inneholde forbindelser som letter oksydasjon, såsom svoveltrioksyd, oksygen, elementært jern og lignende, og spesielt når de svoveldioksydholdige gasser er fremstilt ved forbrenningen av forskjellige typer brennstoffer, så kan andre forbindelser også være tilstede, såsom en rekke nitrogenoksyder. I det minste noen av disse forbindelser fremmer oksydasjonen av nåtriumsulfitt eller bisulfitt til sulfat. Nåtriumsulfat er et inert materiale med hensyn til svoveldioksydabsorbsjonsprosessen, fordi sulfatet ikke kan regenereres til sulfitt under desorberingen. Man får derfor en oppbygning og konsentrering av sulfat i svovel-dioksydabsorbs jons-desorbsjonssystemet. En del av det absorberende -desorberende medium må derfor tas ut av systemet for å hindre at for store mengder av inert sulfat bygger seg opp i systemet. Dette kan gjøres ved at man tar ut endel av den forbrukte absorpsjonsoppløsningen eller det materiale man oppnår under desorbsjonen av svoveldioksyd fra den absorberende oppløsning. De materialer man tar ut av systemet vil imidlertid også inneholde vesentlige mengder sulfitt eller bisulfitt sammen med nevnte sulfat, og hvis materialet kastes, så vil man ha et økonomisk tap på grunn av at man taper brukbare natriumforbindelser fra systemet som må erstattes ved tilsetning av egnede oppløselige natriumforbindelser.

Det har vært foreslått å fjerne sulfat fra absorbsjons-desorbsjonssystemet mere selektivt med hensyn til innholdet av sulfitt og bisulfitt, og så returnere de sistnevnte forbindelser til absorbsjons-desorbsjonssystemet. Enkel separasjon av nåtriumsulfat fra sulfitt og bisulfitt

i den brukte absorbsjonsoppløsningen ved lavtemperaturut-krystallisering, gir et sulfatprodukt som inneholder mindre mengder nåtriumsulfitt. Man oppnår derved en mer selektiv separasjon av sulfat, men en slik fremgangsmåte er relativt kostbar på grunn av det kjøleutstyr som er nødvendig for å oppnå den tilstrekkelige lave utkrystalliseringstemperatur, og fordi det er nødvendig igjen å oppvarme moderluten etter utkrystalliseringen før denne returneres til absorbsjons-desorbsjonssystemet. De krystaller som fremstilles er videre

i hydratformen, og tørking er nødvendig for å lette behandlingen hvis produktet skal bearbeides videre eller selges.

Det er derfor nødvendig med stort tørkeutstyr, ikke bare

for å redusere innhold av fritt vann, men også for å fjerne hydratiseringsvannet fra krystallene.

I et annet system for konsentrering av natrium-sulfat slik at denne forbindelse mer økonomisk kan utskilles fra svoveldioksydfjerningssysternet, slik dette er beskrevet ovenfor, blir en strøm av den brukte absorbsjonsoppløsningen kontaktet med en gass inneholdende svoveldioksyd for i det minste å omdanne en del av nåtriumsulfittet til mer oppløselig bisulfitt. Nevnte strøm blir så avkjølt til en utkrystalli-serings temperatur, og man får en mer selektiv utfelling av nåtriumsulfat. Denne fremgangsmåte har de ulemper at den krever to separate behandlinger av den uttatte strømmen, dvs. først en svoveldioksydkontakt,deretter en utkrystallisering med redusert temperatur, f.eks. mellom null og 10°C, og dette er fremgangsmåter som krever arbeidsinnsats og penger. Den ytterligere natriumbisulfitt som dannes ved behandlingen av den uttatte strømmen med svoveldioksyd, og som følgelig vil forbli i den resulterende utskilte væskestrømmen som tilsettes absorbsjons-desorbsjonsprosessen, fører til et ytterligere varmebehov for å omdanne bisulfitten til sulfitt under dannelse av svoveldioksyd. Videre vil det fremstilte nåtrium-sulf at inneholde nåtriumsulfathydrater, som krever slik det er nevnt ovenfor, at man har relativt store tørkeapparater hvis produktet skal behandles videre eller selges.

I britisk patent nr. 489.745 er det beskrevet et svoveldioksydfjerningssystem, som skjønt det i alt vesentlig bruker et absorberende medium, inneholdende vandig ammoniumsulfitt, også nevner muligheten av å bruke alkali-metallsulfitter, og systemet er utformet slik at man fjerner sulfat. I dette system blir den brukte absorbsjonsvæsken desorbert med hensyn til svoveldioksyd, uten utfelling av salter. Den resulterende oppløsning er i alt vesentlig mettet med sulfat og relativt umettet med hensyn til sulfitt og bisulfitt. En fjerning av vann og avkjøling av oppløsningen fra f.eks.

+ 110° til 50-70°C, resulterer i en utfelling av sulfat. Denne

it/7J7

driftstype er uønsket ettersom systemet tilsynelatende er avhengig av at væsken fra svoveldioksyd-desorbsjonssonen er relativt umettet med hensyn til sulfitt, noe som betyr at en stor mengde av absorbsjonsoppløsningen må tilføres for å

fjerne en gitt mengde av svoveldioksyd.

Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse har man utformet en meget fordelaktig fremgangsmåte for å redusere mengden av nåtriumsulfat i et nåtriumsulfitt-bisulfitt, ab-sorbs jons-desorbs jonssystem, som brukes for å fjerne svoveldioksyd fra gasser. I foreliggende fremgangsmåte er det ikke nødvendig å nå temperaturer vesentlig under romtemperatur, og nåtriumsulfatet kan fjernes i en i alt vesentlig ikke-hydratisert eller vannfri form. I foreliggende fremgangsmåte blir en del av den vandige natrium-sulfitt-bisulfitt, absorbsjons-de-sorbs jonsmediet som inneholder en relativt stor mengde natriumbisulfitt, behandlet for å fjerne vann hvorved man får utfelt en begrenset mengde nåtriumsulfat-holdige faste stoffer fra oppløsningen, og disse faste stoffer har en høyere sulfatkonsentrasjon på tørrbasis enn det absorberende -desorberende medium fra hvilket materialet ble dannet. Konsentreringen av tilførselen fra de absorberende-desorberende system ved fjerning av vann fortsettes i tilstrekkelig lang tid til at man sikrer en i alt vesentlig utfelling av nåtriumsulfat, men avsluttes før den fremstilte suspensjon inneholder vesentlig mer enn ca. 10 vekt-% uoppløste faste stoffer. Det materiale som fortrinnsvis behandles i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse er i alt vesentlig brukt absorbsjonsmedium. Fjerningen av vann og utfellingen av faste stoffer blir fortrinnsvis utført slik at man ikke får noen vesentlig omdannelse av bisulfitt til sulfitt og svoveldioksyd, dvs. det er mindre enn ca. 10 vekt-% bisulfitt som blir omdannet. De utfelte faste stoffer som inneholder nåtriumsulfat kan lett fjernes fra den resulterende suspensjon ved et vanlig væske-faststoff separa-sjonsutstyr, slik at man i det minste i begynnelsen får et i alt vesentlig ikke-hydratisert sulfatprodukt som har relativt høyt innhold av nåtriumsulfat, fordelaktig minst 50 vekt-% på tørrbasis. De utskilte faste stoffer inneholder en større mengde nåtriumsulfat, samt en mindre mengde, hvis noe i det hele tatt, av nåtriumsulfitt, og fortrinnsvis er mengdene minst 70 vekt-%

nåtriumsulfat og mindre enn 30 vekt-% nåtriumsulfitt basert på

den totale mengde av de faste stoffer. Konsentrasjonen av nåtriumsulfat i de utfelte faste stoffer er ofte minst 2 ganger høyere på tørrbasis, enn konsentrasjonen av nåtriumsulfat i det absorberende-desorberende medium, fra hvilket de faste stoffer ble dannet ved fordampning av vann.

Ifølge foreliggende oppfinnlese er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for fjerning av svoveldioksyd fra gass hvorved svoveldioksyd absorberes fra gassen i en vandig absorpsjonsoppløsning av nåtriumsulfitt for dannelse av det tilsvarende bisulfitt og tilveiebringelse av en brukt absorp-sjonsoppløsning inneholdende 1-10 vekt-% nåtriumsulfat og 0,1-10 vekt-% nåtriumsulfitt, samt en større mengde natriumbisulfitt basert på vekten av nevnte salter, resulterende bisulfittholdig brukt absorpsjonsoppløsning desorberes for dannelse av svoveldioksyd og for krystallisering av nåtriumsulfitt fra oppløsning, og en sulfittholdig absorpsjonsoppløsning regenereres for resirkulering, og hvor nåtriumsulfat er tilstede i det absorberende-desorberende medium, og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved at man fjerner sulfat fra systemet ved å føre en del av den brukte absorpsjonsoppløsning til desorpsjonssonen, idet den brukte absorpsjonsoppløsning inneholder minst 25 vekt-% ikke-oppløste stoffer, fordamper vann ved en temperatur på minst 3 7°C fra en annen del av den brukte vandige absorberende-desorberende oppløsning for å utfelle opptil ca. 10 vekt-% faste stoffer fra oppløsningen, idet nevnte faste stoffer inneholder en større mengde sulfat og en mindre mengde sulfitt, separerer sulfat- og sulfittholdig bunnfall og bisulfittholdig oppløsning til absorpsjon-desorpsjons-cyklusen.

Materialet fra det absorberende-desorberende system som behandles, kan i oppløsning som nevnt, inneholde minst 25 vekt-% totale salter, fortrinnsvis minst 30 vekt-% og ofte vil mengden ligge opp mot 50 vekt-%. Nåtriumsulfatinnholdet i denne oppløsningen vil vanligvis ikke være mer enn 10 vekt-%, og fortrinnsvis bør mengden ikke være over ca. 8 vekt-%. Nåtriumsulfatinnholdet i oppløsningen er vanligvis minst ca.

1 vekt-%, og fortrinnsvis fra 3 til 7 vekt-%. Vektforholdet nåtriumsulfat til nåtriumsulfitt i oppløsning i det materiale som behandles for begrenset utfelling av faste stoffer, er eller blir under behandlingen, minst ca. 0,7:1, fortrinnsvis minst ca. 1:1. Generelt er det slik at jo høyere sulfatinnhold man har i den oppløsning som behandles, jo renere nåtriumsulfat får man fremstilt, så vil imidlertid en økning av mengden av inert nåtriumsulfat som sirkulerer i systemet ha en uheldig virkning ettersom dette fører til at mindre aktivt natrium er tilstede for en gitt mengde vann i systemet. Som et resultat av dette må man tilføre større mengder sirkulerende materiale for å få en gitt svoveldioksyd absorbsjons-desorbsjonskapasitet. Det absorberende-desorberende medium som behandles i oppløsning vil ofte ha fra 15 til 40 vekt-% natriumbisulfitt og som nevnt, 0,1-10 vekt-% nåtriumsulfitt basert på den totale mengde av-disse komponenter, samt det tilstedeværende nåtriumsulfat og vann. Strømmen kan videre inneholde mindre mengder av andre forbindelser i oppløsning, f.eks. natriumtiosulfat.

Oppløsningen fra absorbsjons-desorbsjonssystemet som underkastes en vannfjerning for nåtriumsulfatutfelling og rensing vil vanligvis i begynnelsen eller under behandlingen ha et molforhold mellom natriumbisulfitt og nåtriumsulfitt på minst 2:1, ofte minst ca. 3:1. Mengden av natriumbisulfitt i oppløsning i det materiale som underkastes behandling, sam-menlignet med den totale mengde aktivt metall i materialet,

kan alternativt uttrykkes som et forhold "s/c", som defineres som antall mol aktivt svovel, dvs. SO^<->og HSO^, pr. 100 mol vann delt med mol aktivt natrium pr. 100 mol vann. Således vil en ren natriumbisulfitt oppløsning ha et s/c på 1, mens en ren nåtriumsulfittoppløsning vil ha en s/c på 0,5. Nåtrium-sulf at vil f.eks. ikke gi aktivt svovel, s/c-forholdet i et materiale fra sbsorbsjons-desorbsjonssystemet behandlet i overensstemmelse med foreliggende fremgangsmåte, ligger fortrinnsvis fra 0,85 til 0,97.

I foreliggende oppfinnelse blir nåtriumsulfat fjernet fra systemet ved at en del av det vandige absorberende-desorberende medium, fortrinnsvis brukt absorbsjonsoppløsning, fordampes slik at man fjerner en tilstrekkelig mengde vann og får utfelt en betydelig, men ikke begrenset, mengde faste stoffer fra oppløsningen. Således vil vannfordampningen ut-føres slik at den suspensjon man oppnår etter fordampningen, inneholder opptil 10 vekt-% krystaller, ofte minst 1 vekt-% og fortrinnsvis opp til ca. 5 vekt-%. Vanninnholdet i oppløs-ningen fra absorbsjons-desorbsjonssystemet som underkastes en fordampning, kan ofte reduseres med opptil 75 vekt-% eller mer, fortrinnsvis minst ca. 10 vekt-%, og materialet er vanligvis tilstrekkelig flytende til at det lett kan pumpes. Fremgangs-måten gjennomføres med fordel med noe for høy temperatur som er tilstrekkelig til at man får utfelt i alt vesentlig ikke-hydratiserte krystaller, uten for sterk vannfjerning. Temp-eraturen er minst 37°C, og for å være sikker på å ha temperaturer tilstrekkelig til at det dannes et ikke-hydratisert produkt under utfellingen, kan man anbefale en temperatur på minst ca. 40°C. Egnede temperaturer for å oppnå den forønskede vannfordampning innbefatter således temperaturer fra 40 til 120°C, fortrinnsvis fra 40 til 90°C. Valget av temperatur vil være avhengig av driftstrykket, og dette trykk kan være atmosfærisk, redusert eller forhøyet. Fordelaktig er trykket 0,75 - 1,5 kg/cm 2, fortrinnsvis atmosfærisk trykk

Den suspensjon man oppnår ved vannfjerningen underkastes en væske-faststoff separasjon, hvorved man får en fast fase som har et relativt høyt sulfatinnhold. Separasjonen kan utføres uten å redusere suspensjonens temperatur, og tem-peraturen kan ofte ligge i området fra 40 til 120°C, fortrinnsvis fra 40 til 90°C. Den utskilte væskefase eller moderluten kan tilføres absorbsjons-desorbsjonssystemet, fortrinnsvis til dens desorpsjonssjone. De utskilte faste stoffer kan, hvis det erønskelig, tørkes og kan ved henstand undergå en selvtørking ved at det frie vann tas opp som hydratiseringsvann.

De mengder av faste stoffer som dannes under vannfordampningstrinnet i foreliggende fremgangsmåte og som deretter fjernes fra absorbsjons-desorbsjonssystemet, er tilstrekkelig til å hindre en for sterk oppbygning av nåtriumsulfat i systemet. Mengden av sulfat som tas ut er i alt vesentlig og fortrinnsvis lik mengden . av sulfat som dannes i absorbsjons-desorbs jonssystemet , idet man tar hensyn til eventuelt nåtrium-sulf at som fjernes fra systemet på annen måte. Den mengde av faste stoffer som det er nødvendig å få dannet vil videre være avhengig av renheten på det sulfat som dannes under utfellingen såvel som mengden av det totale absorbsjons-desorbsjonsmedium som underkastes en prosess for fjerning av sulfat. Ser man således hele systemet under ett og dette behandles for fjerning av sulfat, så vil man selvsagt få dannet en mindre prosentsats faste stoffer enn hvis man bare tok ut en del av mediet. Når prosenten av faste stoffer som dannes i mediet avtar, så vil generelt renheten på det utfelte sulfat øke.

I en utførelse av oppfinnelsen blir i alt vesentlig hele absorbsjons-desorbsjonsmediet behandlet for fjerning av vann og sulfatutfelling. Alternativt kan en del av dette medium behandles, og i slike tilfeller vil fra 10 til 90 vekt-% av det totale medium behandles. Ofte vil man behandle opp til ca. 75 vekt-%, f.eks. fra 20 til 75 vekt-%. Mengden vil vanligvis være slik at man bare trenger å få maksimalt utfelt ca. 5 vekt-% faste stoffer i den supensjon som dannes i til-førselen fra absorbsjons-desorbsjonsmediet, til å få en tilstrekkelig rensing av nåtriumsulfat. Det flytende medium eller moderluten som utskilles under sulfatfjerningen, føres vanligvis til svoveldioksyddesorbsjonstrinnet etttersom væsken

har høyt innhold av bisulfitt. Avhengig av den mengde moder-lut som skal resirkuleres, er det ønskelig at den tilsettes en annen del av absorbsjons-desorbsjonssystemet. Supplerende mengder av natrium i form av egnede vannoppløselige natriumforbindelser, såsom natriumkarbonater eller hydroksyd, kan tilsettes systemet ifølge foreliggende oppfinnelse for å er-statte natriumtap, f.eks. slik natrium som er tapt ved at nå-triumsulf at er fjernet. Fordelaktig bør tilsetningen utføres til den fattige absorberende oppløsningen, som også kan tilsettes supplerende mengder vann.

I svoveldioksyddesorbsjonstrinnet i foreliggende oppfinnesle blir den brukte absorbsjonsoppløsningen under-kastet forhøyet temperatur, hvorved man får omdannet natrium-bisulf itt til nåtriumsulfitt, samtidig som man får dannet en dampfase som inneholder svoveldioksyd og vann. Egnede temperaturer i dette trinn er fra 40 til 110°C, fortrinnsvis fra

60 til 9 5°C. Trykket kan variere fra ca. 0,2 5 til 1,5 kg/cm<2>,fortrinnsvis fra 0,5 til 1 kg/cm 2. Dampfasen kan behandles for gjenvinning av renere svoveldioksyd, kan brukes for behandling av svovel, eller kan behandles eller brukes på annen egnet måte. Det kan brukes forskjellige fremgangsmåter for desorbsjon av svoveldioksyd, og disse er velkjente. Det er imidlertid fore- trukket at desorbsjonen utføres samtidig- som man får dannet uoppløste faste stoffer eller en krystallfase som gjør at de-sorbs jonen kan utføres under bruk av mindre varmemengder. Under en slik behandling vil mengden av uoppløste faste stoffer i desorbsjonssonen vanligvis være minst ca. 15 vekt-% i den suspensjon som underkastes en dekomponering eller svoveldioksyd-desorbsjon. Som beskrevet i U.S. patent nr.2.790.660 er mengden av slike faste stoffer fordelaktig minst ca. 25 vekt-% for å unngå vanskeligheter ved tiltetning og forurensning av rør, spesielt når man tilfører varme til desorbsjonssonen ved å

føre suspensjonen gjennom rørene i en indirekte varmeveksler. Fortrinnsvis er mengden av uoppløste faste stoffer fra 30

til 50 vekt-% i den suspensjon som underkastes dekomponering. Når mengden av uoppløste faste stoffer er tilstrekkelig høy,

så vil nåtriumsulfittinnholdet i suspensjonen være tilstrekkelig til at en del av den totale suspensjon kan kombineres med vann for å oppløse de faste stoffer, og den resulterende opp-løsning kan brukes som den fattige oppløsningen for å få absorbert fra svoveldioksyd fra den gass som behandles i absorbsjonssonen. Den fattige absorberende oppløsningen er vanligvis sammensatt slik at den inneholder en større mengde nåtrium-sulf itt og en mindre mengde natriumbisulfat og nåtriumsulfat basert på den totale mengde av nevnte salter. Ofte vil den absorberende oppløsning inneholde fra 10 til 35 vekt-% natrium-sulfitt, fra 3 til 15 vekt-% natriumbisulfitt, og fra 1 til 10 vekt-% nåtriumsulfat basert på disse komponenter og det tilstedeværende vann.

Foreliggende oppfinnelse vil bli ytterligere beskrevet med henvisning til tegningen som er et skjematisk prosessdiagram foren fremgangsmåte hvor man anvender foreliggende oppfinnelse i et absorbsjons -desorbsjonssystem hvor man bruker nåtriumsulfitt for fjerning og gjenvinning av svoveldioksyd fra en forbrenningsgass. Utstyr såsom ventiler, pumper, varmevekslere, tanker og lignende, er av den type som brukes i industrien generelt, og er ikke vist ettersom slikt utstyr er av vanlig konvensjonell utformning og anvendes i overensstemmelse med vanlig praksis.

Den svoveldioksydholdige forbrenningsgassen

som f.eks. kan inneholde fra ca. 0,05 til ca. 5 mol-% svovel-

dioksyd, føres inn i absorbsjonskaret 10 ved hjelp av ledningen 12 nær bunnen av karet. Vann eller en vandig væske kan føres samtidid med forbrenningsgassen til et sjikt av kolonnepak-ningsmateriale i den nedre del av karet 10 for å vaske gassen for derved å fjerne suspenderte faste stoffer såsom aske samt meget vannoppløselige komponenter, f.eks. svoveltrioksyd, hydro-genklorid og lignende fra forbrenningsgassen.

Forbrenningsgassen føres opp gjennom absorbsjonstank 10 og væske-gasskontaktanorninger såsom siltrau eller lignende og opp gjennom en fallende strøm av fattig absorberende oppløsning som tilføres kar 10 gjennom ledninger 14.

Den fattige absorberende oppløsningen inneholder nåtrium-sulf itt: som den svoveldioksydabsorberende komponent. Absorb-eringstank 10 kan anvende andre typer av væske-gass-kontakt-strukturer, såsom forskjellige typer pakninger, boblekopper, alternerende ringer eller skiver eller lignende. Den fattige absorberende oppløsningen i ledning 14 har en temperatur på minst 30°C, fortrinnsvis minst ca. 40°C og opp til 110°C, fortrinnsvis opp til ca. 70°C. Mengden av den vandige absorberende oppløsning som føres gjennom absorbsjonssonen kan justeres alt etter svoveldioksydkonsentrasjonen i den gass som behandles, samt konsentrasjonen av nåtriumsulfitt i oppløsningen, slik at størstedelen ,dvs. opp til ca. 95 % eller mer, av svoveldioksyd kan fjernes fra gassen ved.reaksjon med den absorberende opp-løsningen. Den behandlede gass forlater absorbsjonstank 10

ved hjelp av ledningen 13. Brukt absorberende oppløsning opp-samles i et oppsamlingstrau 17 og fjernes via ledning 16.

Den brukte oppløsningen overføres ved hjelp av pumpen 18 og ledning 54 til oppvarmingsinnretningen 52, og deretter gjennom ledning 56 til desorbsjonsenheten 50. En del, eller endog all brukt absorberende oppløsning, kan tas ut fra ledning 54 ved hjelp av ledningen 22. Strømmen i ledning 22 inneholder natrium-sulfat såvelsom nåtriumsulfitt og bisulfitt i oppløsning, og føres til fordamperen 24 i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse. Varme kan tilføres fordamperen 24 ved hjelp av varmespiralene 26, og den tilsatte varme tjener til å fjerne vann fra den brukte absorberende oppløsning, samtidig som man får utfelt nåtriumsulfatholdige faste stoffer. Vannet og eventuelt svoveldioksyd i dampfasen fjernes via ledning 36.

En del av den brukte absorberende oppløsningen som underkastes en dehydrering i fordamper 24, tas ut via ledning 4 0 og føres til en krystallseparator 42 som kan være av vanlig type for å få en separasjon av faste stoffer og væske, f.eks.

en eller annen form for filtere, inkluderende roterende filtre, sentrifuger, klaringstanker eller annet sedimentasjonsutstyr. Faste stoffer rike på nåtriumsulfatkrystaller og inneholdende nåtriumsulfitt kan fjernes via ledning 44, og den resulterende væskestrøm hvorfra sulfat er fjernet, kan sendes via ledning 46, pumpe 48, ledningene 49 og 54, samt varmeveksler 52 og ledning 56 til desorbsjonsenheten 50 for behandling slik at man får frigjort svoveldioksyd og regenerert den absorberende opp-løsning.

Den desorberende del av systemet, som kan

drives slik det f.eks. er beskrevet i U.S. patent nr. 3.790.660, er av hensiktsmessighetsgrunner vist med et enkelt trinn, men to eller flere trinn kan selvsagt brukes. Den oppvarmede opp-løsningen i ledning 56 føres inn i desorberingsenheten 50. Betingelsene med hensyn til temperatur, trykk og oppholdstid

i nevnte enhet er slik at man får utført den forønskede dekomponering av natriumbisulfitt, får en fordampning av svoveldioksyd og vann samtidig som man får utfelt nåtriumsulfitt-holdige krystaller slik det er beskrevet ovenfor og i nevnte patent.

For å tilføre varme t.i 1 den desorberende enhet 50, blir en resirkulert strøm oppvarmet i varmeveksler 58. For å få utført dette blir suspensjonen i karet tatt ut via ledning 60, føres deretter gjennom pumpe 62, ledning 63, og gjennom metallrørene i. varmeveksleren 58 og tilbake til kar 50 véd hjelp av ledningene 64 og 56. Damp tilføres varmevekslere 58 gjennom ledning 66 som den vesentlige energikilden for desorb-sjonsonen. Kondensatet (vann) fra varmeveksler 58 fjernes gjennom ledning 68. Svoveldioksyd og vanndamp fra desorbsjonsenheten 50 fjernes via ledning 74. En del av suspensjonen i desorbenings-enhet 50 føres til oppløsningstank 72 gjennom ledning 78. Ettersom vann er- blitt fjernet fra den absorberende oppløsningen under desorbsjonen, må supplerende vann tilføres tank 72 gjennom ledning 80. Den oppløsning som dannes i tank 72 føres gjennom ledning S2, pumpe 84 og ledning 14 til ab sorbsjonstank eller enhet 10. Supplerende mengder natriumioner, f.eks. en vandig natriumhydroksyd eller karbonatoppløsning, tilsettes ledning 82 gjennom ledning 88.

Andre veier for å få utført en begrenset ut-

felling av faste stoffer fra det absorberende-desorberende me-

dium kan brukes, når man anvender foreliggende fremgangsmåte. For eksempel kan mediet dehydratiseres samtidig som det bringes

i kontakt med en svoveldioksydholdig gass som tilføres dehyd-ratoren.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

EKSEMPEL 1

Dette eksempel gir resultatene av porsjonsvise fordampningsprøver utført på syntetisk fremstilte, brukte absorberende oppløsninger, slik disse ville bli oppnådd i et system av den type som er vist på tegningen. I disse prøver ble den brukte absorberende oppløsningen plasert under vakuum i en kolbe som ble holdt i et bad med konstant temperatur. For-dampningeible utført ved de temperaturer som er angitt i tabell I, og ble fortsatt inntil den angitte mengde av faste stoffer

var dannet i en gitt mengde absorberende oppløsning. Det vann som fordampet i hver prøve ble kondensert og oppsamlet. Krystallene ble utskilt fra moderluten ved fordampningstemperatur De oppnådde resultater er angitt i tabell I.

Det fremgår av data i tabell I at ettersom innholdet av faste stoffer øker i den blanding som fordampes, så synker sulfat-til sulfittforholdet . Bare i prøve 1 og 2 som henholdsvis fikk dannet ifi0g 4,8 vekt-% faste stoffer, idet materiale som ble fordampet hadde tørrkrystallproduktet en større mengde enn 65 vekt-% sulfat.

EKSEMPEL 2

Ytterligere prøver ble utført på en tilsvarende måte, men nå brukte man brukte absorberende oppløs-ninger som ble oppnådd fra et kommersielt anlegg, hvor svoveldioksyd ble absorbert fra en gass i et system av den type som er vist på tegningen. I hver av disse prøver ble den brukte abs or.berende oppløsningen fordampet ved ca. 105°C og atmosfærisk trykk i et rørt beger av rustfritt stål inntil man fikk den angitte mengde av faste stoffer. Disse stoffene ble utskilt i en laboratoriesentrifuge, med en 15 cm diameter,

en høyde på 5 cm og med et omdreiningstall på 2800 omdreininger pr. minutt. Sentrifugekurven ble dekket med 316 rustfritt stål med 150 mesh. De utfelte krystaller og moderluten ble veiet og analysert. I de fleste tilfeller var det lett å sentrifugere de utfelte krystallene. Resultatene er angitt i tabell II.

Resultatene av disse prøver i større skala bekrefter laboratorieresultatene slik disse er angitt i tabell I. De foreliggende data viser klart at de tørre,

faste stoffer hadde et høyt innhold av sulfater og vanligvis var det slik at sulfatinnholdet avtok medøkende mengder faste stoffer som ble dannet under fordampningen.

EKSEMPEL 3

For å bestemme effekten av sulfat og sulfitt-konsentrasjonen i den brukte absorberende oppløsningen på sulfatinnholdet i det utfelte krystallprodukt, ble det utført fordampningsprøver på syntetisk/fremstilt brukte absorberende oppløsninger, slik disse ville bli oppnådd i et system av den type som er vist på tegningen. I disse prøver ble den brukte absorberende oppløsning plasert i en kolbe som ble holdt i et bad med konstant temperatur. Fordampningen ble utført under vakuum ved de temperaturer som er angitt i tabell III og ble fortsatt inntil man hadde fått dannet den angitte mengde faste stoffer i en gitt mengde av brukt absorberende oppløs-ning. Det fordampede vann ble oppsamlet og veiet.. Krystallene ble utskilt fra moderluten ved den angitte fordampningstemperatur. Mengden av sulfat i de brukte absorberende oppløsninger ble variert i prøvene, men prosenten av salter i oppløsningen ble holdt relativt konstant. De oppnådde data er angitt i tabell III.

Nevnte data i tabell II illustrerer effekten

av sulfat og sulfittkonsentrasjonene i den brukte absorberende oppløsning på konsentrasjonen av sulfat i det utskilte krystallprodukt. Disse data viser at en økning på ca. 1 % sulfat (ved konstant sulfittkonsentrasjon) i den brukte absorberende oppløsning, ga en økning på ca. 5 til 10 % sulfat i det tørre krystallprodukt. Også en økning på ca. 6 % sulfitt (ved konstant sulfatkonsentrasjon) i den brukte absorberende oppløsning ga en økning på fra 15 til 20 % sulfat i tørrkrystall-

produktet.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for fjerning av svoveldioksyd fra gass hvorved svoveldioksyd absorberes fra gassen i en vandig absorpsjonsoppløsning av nåtriumsulfitt for dannelse av det tilsvarende bisulfitt og tilveiebringelse av en brukt absorpsjonsoppløsning inneholdende 1-10 vekt-% natriumsul-fat og 0,1-10 vekt-% nåtriumsulfitt, samt en større mengde natriumbisulfitt basert på vekten av nevnte salter, resulterende bisulfittholdig brukt absorpsjonsoppløsning desorberes for dannelse av svoveldioksyd og for krystallisering av nåtriumsulfitt fra oppløsning, og en sulfittholdig absorp-sjonsoppløsning regenereres for resirkulering, og hvor nåtriumsulfat er tilstede i det absorberende-desorberende medium,karakterisert vedat man fjerner sulfat fra systemet ved å føre en del av den brukte absorp-sjonsoppløsning til desorpsjonssonen, idet den brukte absorp-sjonsoppløsning inneholder minst 25 vekt-% ikke-oppløste stoffer, fordamper vann ved en temperatur på minst 37°C fra en annen del av den brukte vandige absorberende-desorberende oppløsning for å utfelle opptil ca. 10 vekt-% faste stoffer fra oppløsningen, idet nevnte faste stoffer inneholder en større mengde sulfat og en mindre mengde sulfitt, separerer sulfat- og sulfittholdig bunnfall og bisulfittholdig opp-løsning fra den resulterende oppslemming,.og fører sistnevnte oppløsning til absorpsjon-desorpsjons-cyklusen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at man fordamper vann fra nevnte del av den brukte absorberende-desorberende oppløsning slik at man utfeller 1-8 vekt-% faststoff fra oppløsningen, hvilket faststoff inneholder minst 50 vekt-% nåtriumsulfat.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 .eller 2,karakterisert vedat nevnte fordampning foretas ved en temperatur på 37-120°C.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3,karakterisert vedat man fordamper vann fra nevnte absorberende-desorberende oppløsning for utfelling av faststoff som inneholder minst 70 vekt-% nåtriumsulfat.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4,karakterisert vedat man fordamper vann fra nevnte brukte absorberende-desorberende oppløsning, hvor oppløsningen inneholder 1-10 vekt-% nåtriumsulfitt.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5,karakterisert vedat den del av den brukte absorpsjonsopp-løsning som utsettes for fordampning av vann, utgjør 20-75 vekt-% av den totale brukte absorpsjonsoppløsning som er fjernet fra absorpsjonssonen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6,karakterisert vedat den bisulfittholdige oppløsning som separeres fra det sulfat- og sulfittholdige bunnfall, føres til nevnte desorpsjon.