DE1669315A1 - Process and device for removing sulfur dioxide and trioxide from smoke and exhaust gases - Google Patents
Process and device for removing sulfur dioxide and trioxide from smoke and exhaust gasesInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Schwefeldioxid und -trioxid aus Rauch- bzw. Abgasen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid und-trioxid aus Rauch- bzw. Abgasen unter Verwendung von trookenen Brdalkalikarbonaten, insbesondere Kalziumkarbonat.Method and device for removing sulfur dioxide and trioxide from smoke or exhaust gases The invention relates to a method for removing Sulfur dioxide and trioxide from smoke and exhaust gases using trookenen Brd alkaline carbonates, especially calcium carbonate.
S02-Emission und Tieftemperaturkorrosion durah SO3 bzw.S02 emission and low temperature corrosion due to SO3 resp.
H2SO4 sind gefürchtete Nebenerscheinungen beim Verbrennen schwefelhaltiger Brennstoffe und bei der Darstellun und Verarbeitung von Schwefelverbindungen in der chemischen Industrie Die harten Forderungen der Luftreinhaltung haben zur intensive Suche nach geeigneten Verfahren zur Entfernung des Schwefeldioxids und-trioxids aus den Rauch-bzw Abgasen unter Verwendung des preisgünstigen Kalksteins geführt.H2SO4 are dreaded side effects when burning sulphurous substances Fuels and in the preparation and processing of sulfur compounds in of the chemical industry The tough demands of air pollution control have become intense Find suitable methods for removing the sulfur dioxide and trioxide out of the smoke or exhaust gases using the inexpensive limestone.
Es ist bekannt, das Rauch-bzw. Abgas durch mit grobem Kalkstein gefUllte Behälter zu fffhren. Diese Verfahrensweise konnte sich aber in der Praxis nicht durchsetzen, da die verbraaohts Kalksteinmenge hoher war, ale angenommen. Ursaohe hierfür ist die Schichtenbildung von unlöslichen Kalziumsulfit und Kalziumsulfat, die die darunterliegenden Kalksteinmengen von einer weiteren Umsetzung ausschließen. Weiterhin kam es bei diesem Verfahren zum Zusammenbacken der Kalketeine.It is known that the smoke or. Exhaust gas filled with coarse limestone To lead container. However, this procedure could not work in practice prevail, as the amount of limestone consumed was higher, ale assumed. Origin this is the formation of layers of insoluble calcium sulfite and calcium sulfate, which exclude the underlying quantities of limestone from further implementation. Furthermore, this process resulted in the limestone caking.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wurden Waschanlagen verwendet, in denen mit Wasser die Kalziumsulfit- und -sulfatschichten abgewaschen werden.In order to avoid these disadvantages, washing systems have been used in from which the calcium sulfite and sulfate layers are washed off with water.
Durch don Wasohproseß wird aber fine AbkUhlung der Rauchgase verurschat, die ihren natürlichen Auftrieb hemmt und die Ablagerung der noch im Rauchgas verbliebenen Schwefelverbindungen in unmittelbarer Niche don Emittenten nahezu unverdünnt bewirkt.But by the Wasohproseß fine cooling of the smoke gases is caused, which inhibits their natural buoyancy and the deposition of those still remaining in the flue gas Sulfur compounds in immediate niche don emitters causes almost undiluted.
Be let weiterhin bekannt, durah Suspension von Kalziumkarbonat eine Extraktion don Schwefeldioxids und-trioxids SU8 Rauch- bzw. Abgasen vorzunehmen. Diese Methode beruht im wesentlichen darauf, dom Waschwasser geringe Mengen gemahlenen Kalk zuzueetzen und das Rauch-bzw. Abgas mit der Suspension in einem dem Kamin vorgeordneten Wäacher in BerUhrung su bringen. Abgeeehen davon, daß hierbei ebenfalla das Rauch- bzw. Abgas stark abgekühlt wird und go Uber don Kaminzug nicht hoch genug in die AtmosphEro aufateigen kann und daher nahezu unverdünnt in der Nähe des Emittenten niederfällt, muB der CaCO4- und CaSO3-Schlamm auf Halde oder in Gewässer abgeführt werden, was zu Grundwasser- oder Gewäaaerveraohmutzungen durch die Reaktionsprodukte führt. Schließlich ist noah die Verwendung von Erdalkalikarbonaten ale Heizoladditiv bekannt.Let be known by a suspension of calcium carbonate Extraction of sulfur dioxide and trioxides SU8 to carry out smoke or exhaust gases. This method is essentially based on using small quantities of ground water for washing Add lime and the smoke or. Exhaust gas with the suspension in an upstream of the chimney Bring the guards in touch. Apart from the fact that the smoke or exhaust gas is strongly cooled and don't go over the chimney draft high enough into the AtmosphEro can build up and therefore almost undiluted in the vicinity of the emitter falls, the CaCO4 and CaSO3 sludge has to be discharged into a dump or into water resulting in groundwater or water pollution from the reaction products leads. Finally, noah is the use of alkaline earth carbonates as a heating oil additive known.
So wird z. B. zur Unterbindung der Tieftemperaturkorrosion in den Kraftwerden entweder in den Brennraum oder in die nachgeachalteten Räume, Kalziumkarbonat oder Dolomit in feingemahlener Form eingeblaaen. Die Wirkung wird allgemein auf die Reaktion des entaäuerten Karbonats mit dem S03 bs H2SO4 zurückgeführt. Es wird hisrbei aber nur SO3 aus don Rauch- bzw. Abgas entfernt. SO2 ist nach wie vor in m Rauch- bzw. Abgas mit kaum vermindertem Gehalt vorhanden, so daß von einem echten Reinigungspgrozeß nicht gesprochen werden kann.So z. B. to prevent low-temperature corrosion in the Power is applied either to the combustion chamber or to the downstream rooms, calcium carbonate or blow in dolomite in finely ground form. The effect will be general on the reaction of the deacidified carbonate with the S03 to H2SO4 is returned. It will but only SO3 was removed from the smoke or exhaust gas. SO2 is still in m smoke or exhaust gas with hardly any reduced content, so that from a real one Cleaning process can not be talked about.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Naphte don Standes der Technik zu vermindern und somit wesentliche Probleme der Luftreinhaltung und der Korrosion in teehnischen Anlagen zu lösen.The present invention aims at the naphtha of the prior art to reduce and thus significant problems of air pollution control and corrosion to solve in technical systems.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein allgemein anwendbares Verfahren udn eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens für die Entfernung von Schwefeldioxid und -trioxid su schaffen, bei dem nicht nur durch die Verwendung des preisgünstigen Kalziumkarbonste ökenomische Vorteile erreicht tordent aondern auch dural einen relativ geringem apparativen utw Be soll weiterhin die bei den bekannten Verfahren vorhandeno Objektgebundenheit vermeiden.The object of the invention is therefore to provide a generally applicable method and an apparatus for practicing the sulfur dioxide removal process and trioxide su create, in which not only by using the inexpensive The most calcium carbonate economic benefits achieved tordent but also dural one relatively low equipment, etc. Be should continue to be with the known Procedure in place o Avoid being tied to the object.
Ausgehend won der erfinderiaohen Erwägung, daß trockene Erdalcalikarbonate, insbesondere Kalziumkarbonat aus einer SO2-haltigen, feuchten Gasatmosphäre SO2 und H20 stark physikalisch adsorbieren und daß der adsorbierte Wasserdampf bai relative Gasfeuchtigkeit von 1-100 % die chemische Binbindung des S02 bowirkt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dam gasförmige Schwefeldioxid und-trioxid in einer wasserdampfhaltigen Gasatmoshäre mit einem relativen Wasserdampfgehalt von 1-100 % in einem Temperaturbereich von 0 - 100° C nach don Gleichgewichten CaCO3 + 802 + x H2O#CaSO3 . x H2O + Go2 und CaCO3 + 803 + x H2O#CaSO4 . x H2O + ¢°2 sur Reaktion su bringen.Based on the inventive consideration that dry alkaline earth carbonates, in particular calcium carbonate from an SO2-containing, humid SO2 gas atmosphere and H20 strongly adsorb physically and that the adsorbed water vapor bai relative Gas humidity of 1-100%, the chemical binding of the SO2 acts, is according to the invention proposed dam gaseous sulfur dioxide and trioxide in a water vapor Gas atmosphere with a relative water vapor content of 1-100% in a temperature range from 0 - 100 ° C according to equilibria CaCO3 + 802 + x H2O # CaSO3. x H2O + Go2 and CaCO3 + 803 + x H2O # CaSO4. Bring x H2O + ¢ ° 2 to the reaction.
Erdalkalikarbonate sind bei Temperaturen von 0 - 100° C für S02 ausgezeichnete Adsorptionamittel. Die Desorption erfolgt stark gehemmt. Die 802-Aufnahme nach diesen Verfahrensgrundsätzen erfolgt durch Kalziumkarbonat also auf zweifache Weise, nämlich durch SaSO3 . x H2O-Bildung und durch Adsorption webei die Sulfitbildung die Adsorption in ihrer aktuellon Umsatzrate us zain bis zwei Zehnerpotenzen überragt. Die SO2-Adsorption kann in disssm Zusammenhang als ein, die Sulfitbildung unterstützender Anreicherungsprozeß bezeichnet werden.Alkaline earth carbonates are excellent for SO2 at temperatures of 0-100 ° C Adsorbents. The desorption is strongly inhibited. The 802 recording after these Procedural principles is done by calcium carbonate in two ways, namely through SaSO3. x H2O formation and through adsorption weaei the sulfite formation the adsorption its current rate of turnover exceeds us zain by up to two powers of ten. The SO2 adsorption In this context it can be used as an enrichment process that supports the formation of sulphites are designated.
Bis aktuelle Umsatzrate bei der Sulfitbildung hängt ebenso vie die insgesamt mögliche Umsatzmenge voua Wasssrdampfadsorptionsgleichgewicht ab und kann mit der gleichen Progression besehrieben werden, wie sie die Wasserdampfadsorptionsisotherme vorgibt.The current rate of turnover in sulphite formation also depends on the total possible sales volume from water vapor adsorption equilibrium and can with the same progression as the water vapor adsorption isotherm pretends.
Es wurds weiterhin festgestellt, daB die Sulfitbildungagesohsindigkeit und Ais insgesamt mögliche Umsatsmenge aubier vox Wasserdampfadsorptionsgleichgewicht stark von dem Aktivierungszustand don Karbonates abhängen.It was also found that the sulfite formation aggravation and Ais the total possible conversion amount aubier vox water vapor adsorption equilibrium strongly depend on the activation state of the carbonates.
Der Aktivierungesustand wird dural die Art und Menge der Beimischungen und die mechanische und thermische Vorbehandlung des Karbonates bestimmt.The activation state will dural the type and amount of Admixtures and determines the mechanical and thermal pretreatment of the carbonate.
Aus diesem Grunde wird ale weiteres Merkmal der Erfindung eine $inrichtung zur AusUbung des Verfahrens vorgeschlagen, die im wesentlichen gekennzeichnet ist duroh die Anordnung einer an sich bekannten LuftetrommUhle zwischen dem Emittent und dem Schornstein. In einer LuftatrommUhle werden die Yorgänge der Kalksteintrocknung und-mahlung in einem technischen Vorgang vereinigt. Dur¢h die Mahlung werden laufend neue, frische und damit hochet aktive Oberflächen geschaffen, die dem Umsatz unmittelbar zur Verfügung stehen. Die Trocknung sorgt dafür, daß die Gasatmosphäre stets stark waseerdampfgesättigt ist, und daß das ursprunglich relativ feuchte Gut bis auf die, durch die Trocknungsatmosphäre bedingte Gleichgewichtefeuchte herabtrocknet.For this reason, another feature of the invention is a device proposed for practicing the procedure, which is essentially characterized due to the arrangement of a per se known LuftetrommUhle between the emitter and the chimney. The limestone drying processes are carried out in an air chamber and grinding combined in one technical process. The grinding will be continuous New, fresh and thus highly active surfaces created that directly increase sales be available. The drying ensures that the gas atmosphere is always strong is saturated with water vapor, and that the originally relatively moist material except for the equilibrium moisture caused by the drying atmosphere dries down.
Mit abnehmender Benetzungsfeuchte wird die spezifische Obefläche des Kalksteingekörns stetig gruger ; zusammen mit dem Zerkleinerungseffekt ergibt sich daraus ein Maximum an Phasengrenzfläche. Fur die Lösung der Aufgabe ergibt sich daraus weiterhin, daß der Umsatzschwerpunkt im Gae-und Materialaustritt der LuftstrommUhlo liegen muB und demzufolge ein geeigneter Stoffaustauscher, z.B. eine Steigleitung mit nachfolgenden Zyklonen und/oder Filtern nachgeschaltet wird.With decreasing wetting moisture, the specific surface of the Limestone granules steadily larger; together with the crushing effect results from this a maximum of phase interface. For the solution of the problem arises from this, furthermore, that the focus of sales is in the Gae and material outlet of the LuftstrommUhlo and therefore a suitable material exchanger, e.g. a riser is connected downstream with subsequent cyclones and / or filters.
An Hand der schematischen Zeichnung soll die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.On the basis of the schematic drawing, the invention is intended in one embodiment explained.
Das vom Emittent 1 kommende Rauch-bzw. Abgas wird der Luftstrommühle 2 zugefuhrt. Kalkstein gelangt aus dem Vorratasilo 3 über einen Zuteiler 4 ebenfalls in die aille 2 und erfährt durch die mechanischeBeanspruchungdes progressiv voranschreitendenZerkleinerungaprozesseseinen immer innigeren Kontakt mit der gasförmigen Phase.The smoke or smoke coming from the issuer 1. Exhaust gas goes to the airflow mill 2 supplied. Limestone also comes from the storage silo 3 via a feeder 4 in the aille 2 and experiences its through the mechanical stress of the progressively advancing comminution process ever closer contact with the gaseous phase.
Der Gasetrom reißt die durch den Mahlvorgang stark zero kleinerten Kalksteinpartikel mit und gelangt zusammen mit diesen über die Steigleitung 6 zum Sichter 7.The gas stream tears the zero, which has been greatly reduced by the grinding process Limestone particles with and gets together with them via the riser 6 to Classifier 7.
Ein Teil des vom Ventilator 5 zum Filter9strSmede'-? wird zur Verbesserung der Wärmewirtschaft der @@ @@@ mühle zum Mühleneintritt und ein @eiterer zur Unter@ des pneumatischen Materialfördervorgangea in der Steigleitung 6 in don unteren Teil derselben zurückgeführt.Part of the from fan 5 to Filter9strSmede'-? will improve the heat management of the @@ @@@ mill to the mill entrance and a @eiterer to the sub @ of pneumatic material conveying processes a in the riser 6 in the lower part the same returned.
Im Sichter 7 findet die Trennung der Grieße vom Feinmehl statt. Während die Grieße in die MUhle zurüoktransportiert werden, erfolgt die Abscheidung der Feinanteile im Zyklon 8 a.In the classifier 7, the semolina is separated from the fine flour. While The grit is transported back into the mill, the separation of the Fines in the cyclone 8 a.
Zur VergröBerung der Kontaktzeit zwischen Kalkstein und schwefeloxidhaltigem Gas werden beide wieder vereinigt und in den nachgeschalteten Zyklonstufen 8 b und 8 c wieder getrennt. Das abgeführte Gas wird in einer elektrischen Gasreinigungsanlage 9 gereinigt und gelangt über den Schornstein 12 ins Freie.To increase the contact time between limestone and sulfur oxide-containing Gas are both combined again and in the downstream cyclone stages 8 b and 8 c separated again. The discharged gas is in an electrical gas cleaning system 9 cleaned and passed through the chimney 12 to the outside.
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