DE2750768C2

DE2750768C2 - Verfahren zur Entfernung von Chlorionen aus einem Behandlungssystem für feuchtes Abgas

Info

Publication number: DE2750768C2
Application number: DE19772750768
Authority: DE
Inventors: Yuichi Etoh; Akira Ichihara Chiba Kitayama; Sadami Chiba Kobayashi; Shigeyoshi Ichihara Chiba Okazaki
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1976-11-15
Filing date: 1977-11-12
Publication date: 1983-03-03
Also published as: NL168424C; JPS6048220B2; GB1560038A; NL168424B; CA1099491A; NL7712413A; DE2750768A1; JPS5361567A

Description

Die Erfindung betrifft ein VerfzJ-ren zur Entfernung von Chlorionen aus einem Behandlungssystem für feuchtes Abgas, das die folgenden Stufen umfaßt: Inkontaktbringen eines Schwefeldioxid enthaltenden Abgases mit einer im Kreislauf geführten, eine Magnesiumverbindung enthaltenden Absorptionslösung (Absorptions-Stufe),

Abtrennen der Feststoffe von einem Teil der im Kreislauf geführten Absorptionslösung (Fest-Flüssig-Trennstufe),

Trocknen und Calcinieren der Feststoffe für die Regenerierung und Wiederverwendung der Magnesiumverbindung (Trocknungs-Calcinierungs-Stufe) und Waschen des in der Trocknungs-Calcinierungs-Stufe gebildeten Gases mit Wasser in einem Waschturm (Wasch-Stufe).

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Behandlung von feuchtem Abgas bekannt, die dazu dienen sollen, die Bildung von die Umwelt verschmutzendem Abwasser zu vermeiden. Diese Verfahren haben jedoen den Nachteil, daß das Chlor, das in geringer Menge in industriellem Abwasser, schwerem Treiböl, in den verwendeten Reagenzen u.dgl. enthalten ist, sich während der Behandlung der im Kreislauf geführten Absorptionslösung anreichert. Wenn nun die Chlorkonzentration in der im Kreislauf geführten Absorptionslösurig 4000 bis 6000 ppm erreicht hat. führt sie zu einer Spiinnungskorrosionsrißbildung, zu einer Lochfraßkorrosion oder dgl. in dem rostfreien Stahl, aus dem der Absorpiionstiirm und ähnliche Einrichtungen bestehen. Man ist daher seit langem bestrebt, die unerwünschten ("hlorionen aus der Absorptionslösung zu entfernen.

I in bekannter Vorschlag geht dahin, einen Teil oder die Gesamtmenge der im Kreislauf geführten Absorp tionslösung aus dem Abgas-Behandlungssystem abzuziehen, sobald die Chlorionenkonzentration einen bestimmten Wert erreicht hat. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es schwierig ist, die abgezogene Absorptionslösung unschädlich zu machen, da durch die Beseitigung der abgeführten Absorptionslösung sekundäre Umweltverschmutzungsprobleme verursacht werden. Außerdem ist dieses Verfahren

ίο unwirtschaftlich, da der abgezogene Anteil der Absorptionslösung stets durch frische Absorpuonslösung ersetzt werden muß, und daß mit der abgezogenen Absorptionslösung auch große Menge an darin gelösten Salzen verlorengehen.

is Aus der DE-OS 25 09 096 ist ein Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid und mitgerissenen Feststoffteilchen aus Abgasen unter Verwendung einer im Kreislauf geführten wäßrigen Magnesiumoxid/Magnesiumsulfh-Aufschlämmung bekannt, bei dem das in den Abgasen enthaltene Schwefeldioxid von der im Kreislauf geführten Aufschlämmung unter Bildung von Magnesiomsulfit absorbiert und der mit Feststoffteilchen beiadene Gasstrom mit einer wäßrigen Lösung gewaschen wird, wobei die Feststoffteilchen und das Schwefeldioxid von der wäßrigen Lösung mitgerissen und die Magnesiumverbindungen der mitgerissenen Feststoffteilchen in der wäßrigen Lösung als Magnesiumbisulfit gelöst werden. Die inerten Feststoffteilchen werden dann von der gelöstes Magnesiumbisulfit enthaltenden wäßrigen Lösung getrennt, zu der von Feststoffteilchen freien wäßrigen Lösung wird Magnesiumoxid zugegeben, das gelöste Magnesiumbisulfit wird in festes Magnesiumsulfit überführt, das feste Magnesiumsulfit wird aus der zurückbleibenden wäßri gen Lösung entfernt und das Magnesiumsulfit wird zusammen mit einem Teil des abgezogenen Materials der im Kreislauf geführten Aufschlämmung erwärmt.

Mit diesem Verfahren ist zwar möglich, Schwefeldi oxid und Feststoffteilchen aus dem Abgas zu entfernen und das in der Absorptionslösung enthaltene Magnesiumoxid zu regenerieren, unerwünschte Chlorionen können auf diese Weise jedoch aus dem Behandlungssystem nicht entfernt werden.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren zu entwickeln, mit dessen Hilfe es möglich ist. auf technisch einfache und reproduzierbare Weise die unerwünschten Chlorionen aus einem Behandlungssystem für feuchtes Abgas, das die eingangs genannten Stufen umfaßt, zu entfernen.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß die meisten Chlorionen in dem Filterkuchen, der bei der Fest-Flüssig-Trennung der Absorptionslösung im Zentrifugenabscheider anfällt, bei der Calcinierung in Form von Chlorwasserstoff freigesetzt werden und daß 90% oder mehr der Chlorioncn im Waschturm herausgewaschen werden können. Auf diese Weise gelangt eine große Anzahl der Chlorionen durch das Waschen des in der Calciniereinheit entstehenden Gases mit Wasser in das Waschwasser in den Waschturm. Da das Waschwasser aber keine Spur der Magnesümkomponente enthält, ist es möglich, an dieser Stelle des Verfahrens nur Chlorionen in einem großen Mengenanieil auf sehr wirksame Weise aus dem Bchandliingssystem zu entfernen, ohne gleichzeitig auch die in dem Bchandlungssystem erwünschte Magncsiumkompoiicntc daraus zu entfernen.

Gegenstand der Erfindung ist duller ein Verfahren zur Entfernung von Chlorionen aus einem Uciiandlunj. >-y-

stem für feuchtes Abgas, das die folgenden Stufen umfaßt:

Inkontaktbringen eines Schwefeldioxid enthaltenden Abgases mit einer im Kreislauf geführten, eine Magnesiumverbindung enthaltenden Absorptionslösung (Absorptions-Stufe),

Abtrennen dir Feststoffe von einem Teil der im Kreislauf geführten Absorptionslösung (Fest-Flüssig-Trennstufe),

Trocknen und Calcinieren der Feststoffe für die Regenerierung und Wiederverwendung der Magnesiumverbindung (Trocknungs-Calcinierungs-Stuf e) und
Waschen des in der Trocknungs-Calcinierungsstufe gebildeten Gases mit Wasser in einem Waschturm (Wasch-Stufe), das dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens ein Teil der aus dem Waschturm abgezogenen Lösung aus dem Behandlungssjistem entfernt wird und daß der Wassergehalt der in die Trocknungs-Calcinierungs-Stufe eingeführten Feststoffe und der Mengenanteil der aus dem Waschturm abgezogenen und aus dem Behandlungssystem entfernten Lösung so aufeinander abgestimmt werden, daß letzterer umgekehrt proportional zu dem Wassergehalt der in die Trocknungs-Calcinierungs-Stufe eingeführten Feststoffe ist, wodurch die Chlorionenkonzentration in dem Behandlungssystem unterhalb 3000 ppm gehalten wird.

Durch die vorstehend angegebene kritische Kombination von Verfahrensmaßnahmen, ist es erfindungsgemäß möglich, spezifisch nur Chlorionen aus dem Behandlungssystem auf wirksame Weise zu entfernen und dadurch die Chlorionenkonzentration in dem Behandlungssystem stets unter etwa 3000 ppm zu halten.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der ein Naßbehandlungssystem in schematischer Form dargestellt ist, näher erläutert.

Zur Behandlung eines Schwefeldioxid enthaltenden Abgases, z. B. eines Rauchgases oder Verbrennungsgases, kann beispielsweise das in der Figur der Zeichnung dargestellte Naß-Behandlungssystem angewendet werden.

Diese zeigt ein Fließdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, bei dem die Ziffer 1 einen Absorptionsturm, die Ziffer 2 einen Zentrifugenabscheider, die Ziffer 3 einen Trockner, die Ziffer 4 eine Calcinierungseinheit, die Ziffer 5 einen Tank, die Ziffer 6 ei.ien Waschturm, die Ziffer 7 einen Neutralisationsbehälter, die Ziffer 8 einen Filter und die Ziffer 9 einen Lufteinwirkungsbehandlungsbehälter bezeichnen.

In dem in der Figur dargestellten Fließdiagramm wird eine Absorptionslösung, die Magnesiumverbindungen, wie Magnesiumoxid, Magnesiumsulfat, Magnesiumsulfat u.dgl., enthält. mi< dem Abgas (Rauchgas oder Verbrennungsgas) in dem Absorptionsturm 1 in Kontakt gebracht, um dadurch das darin enthaltene Schwefeldioxid zu absorbieren. Die dabei ablaufenden Reaktionen können wie folgt dargestellt werden:

MgO + SO₂ + 3 H₂O - MgSO₃ · 3 H₂O
MgSO₃ + SO₂ + H₂O- Mg(HSO₃)₂
Mg(HSOj)₂ + MgO + 5 H₂O- 2 MgSO, · 3 H₂O MgO + SO, + 7 H₂O - MgSO₁ · 7 H₂O
MgSOi + V₂O₂ + 7 H₂O- MgSO₄ ■ 7 H₂O

Die Reaktionsprodukte und die Absorptionsmittel werden unter Verwenuung des Zcntrifugenabscheiders 2 abgetrennt und die Mutterlauge wird für die

Wiederverwendung in die Absorptionsstufe lurückgeführt. Die in Form eines feuchten Kuchens abgetrennten Feststoffe werden in dem Trockner 3 getrocknet und dann in der Calcinierungseinheit 4 calciniert, um das Schwefeldioxid zurückzugewinnen und gleichzeitig die Magnesiumverbindungen zu regenerieren. Diese Magnesiumverbindungen werden als Absorptionsmittel wiederverwendet. Das Schwefeldioxid enthaltende zurückgewonnene Gas wird in dem Waschturm 6 entstaubt und dann als Ausgangsmaterial für die Herstellung eines Nebenprodukts, wie Schwefel oder Schwefelsäure, verwendet Die aus dem Waschturm abgezogene Lösung wird in das im Kreislauf geführte Absorptionssystem zurückgeführt

In dem vorstehend beschriebenen Abgasbehandlungssystem werden die Chlorionen nicht nur zusammen mit anderen Komponenten in dem im Kreislauf geführten Absorptionssystem zirkuliert, sondern ein Teil der Chlorionen nimmt auch an dem folgenden Kreislauf teil:

Absorptionssystem — Fest-Flüssi^Trennstufe

— Trocknungsstufe— Calcinierungssiüfe

— Waschstufe— Absorptionssystem.

Es wurde nun gefunden, daß die in dem Zentrifugenabscheidfcr bei der Fest-Flüssig-Trennung in Form eines feuchten Kuchens erhaltenen Feststoffe in der Regel 5 bis 30 Gew.-% Wasser enthalten und daß die in dem Wasser enthaltenen Chlorionen in Form von Chlorwasserstoff freigesetzt und an das Gas abgegebc-n werden, das in der Trocknungscalcinierungsstufe gebildet wird, und daß mindestens etwa 90% davon schließlich in der Lösung in dem Waschturm herausgewaschen werden.

Die Menge des herausgewaschenen Chlors übersteigt die Menge der Chlorionen, die in sämtlichen Stufen gebildet werden. Es wurde nun gefunden, daß die Anreicherung der Chlorionen in dem Absorptionssystem auf wirksame Weise dadurch verhindert werden kann, daß man einen Teil der aus dem obigen Waschturm abgezogenen Lösung aus dem Behandlungssystem entfernt.

Da die aus dem Waschturm 6 abgezogene Lösung, wie vorstehend angegeben, eine große Menge Chlorionen enthält, ist es möglich, die Anreicherung der Chlorionen in dem Behandlungssystem zu verhindern und ihre Konzentration unterhalb eines bestimmten Wertes zu halten, indem man einen Teil oder die Gesamtmenge der aus dem Waschturm abgezogenen

'" Lösung aus dem Behandlungssystem entfernt.

Der Hauptanteil der abgezogenen Lösung, der aus dem Behandlungssyüem entfernt werden soll, wird gesteuert unter Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen der Chlorioneukonzentration der AbsorptiouslöMjrig, die angestrebt werden soll, und dem Wassergehalt des feuchten Kuchens. Wenn beispielweise der Wassei gehalt des feuchten iCuchens 15Gew.-% beträgt, so wird dann, wenn die Gesamtmenge der aus dem Waschturm abgezogenen Lösung aus dem Behandlun.prssystem entfernt wird, die Chlorionenkonzentration in dem Absorptionssystem bei etwa 340 ppm gehalten. Wenn der Mengenanteil der Lösung, der aus dem Behandlungssystcm entfernt werden soll. auf etwa 11% eingestellt wird, beträgt die Chlorioncn-

^h"> konzentration in dem Absorptionssystem JOOO ppm. Wenn cli: rhlorionc^konzentration in dein Absoip· tionssystem unterhalb etw;i 3000 ppm gehalten wird, ist es möglich. Störungen, wie /. 13. die Korrosion des

Xhsorpiionstiirms und «Igl . /η verhindern, so dull cm konstanter Betrieb uner ei" ι lannen /eitraiim hinweg möglich ist

f rfmdungsgemaH lsi es dann, wenn der Wassergehalt des feuchten Kuchens, der in ilen Trockner eingeführt u ird. oberhalb 2 (lew .-"i' liegt, möglich, die Chlorion«; ti konzentration in dem Absorptionssysteni tintei iOOO ppm zu halten, indem man eine bestimm¹.·.: Menge der aus dem Waschturm abgezogenen Lösung aus dem Behandlungss\ stein entfernt. Der Mengenanteil der abgezogenen l.ösiin··. der aus dem Behancllungssystem entf.Tiit we'den soil, wird umgekehrt proportional /ti dom Wassergehalt der I eststoffc, die dem Regenerierungsprozeß zugeführt werden soll, gemacht. Das hcil.it. der Mengenanteil der abgezogenen Losung, der aus .lern Behandlungssvstem entfernt werden soll, kann gesenkt werden durch Lrhohung des Wassergehaltes des feuchten Kuchens. Dadurch ist es möglich, einen Teil ■.!er in' Kri'iOiinf frffiihriiTi Alisorptionslösung direkt in den Trockner zu überführen, ohne den Zentrifugcnabseheider zu passieren.

Die Kntferniing der aus dem Waschturm abgezogenen Losung aus dem Hehandlungssystem kann entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Auch durch Lrhohung der (hlorionenkonzcntration der aus lern Waschturm abgezogenen Lösung durch vorübergehende Lrhöming des Wassergehaltes des feuchten Kuchens kann die Menge der Lösung, die aus dem I!ehand!iinL'ss\s!etu entfernt werden soll, gesenkt werden.

Die aus dem Waschturm abgezogene Lösung, die aus dem Behriiidlungssvstem entfernt worden ist. hat im allgemeinen einen pH-Wert von 1.5 bis j.l. cmc Aufschlamniungskonzcniralion von 0 ! is J (ie«. "■ eine S( )>■< icsamtkonzentration emv. h'ießiich lies gel«) slen SO.'-Ciases \·>η "> bis K Crew.-'¹'» und ein« COD-KonzeniratiKii in der überstellenden Hussigkei¹ ν < >n 7 OO his I ")()U nnni HiWcIl \i t'UI ntliO 1 M i;i ι ItM^- I (>siim nut einem Mkahrcagc^s uml t-:-|orderlii-henlalls /.iigal·· eines \usfliη'kiingsniii'-'Is und nachl· i'gi 'v.ies I illrieri ■ «'del Stehenlassen /im Ircnüuni: \ on leMsinM um l'lüssigkei' ^erring«¹'¹ ■··η bei dv .ml diese Weisi abgetrennten Losung ihr i estsiol"!;;·. '.alt auf «-|w a !Oh" etwa 70 pfjni. ihre SO (iesamiko;iz«-niratio'i auf ei·.'., 'iioo hl s eiu.i ''¹Ol) ppm ιηί! ihre <Ό|) Κ··^Μ 'en'r.itio: ai'f etw a .?"> bis , \ a io ppni

Außerilem kann du· S('■-( ie ..imtkon/-.¹!." .!'mti dei Losung auf etwa 20 bis e'w.i l· ί ppni Ih'mI'l'c· ' ·· werden, wen'; man die I osimg I ut: aussei/', u" dadurch ist es moghen. die I osung zu beseitige!), olv daß irgendwelche sekundärei I mwell\ erschmutzuni: Probleme aiiltre'en.

■Ms Alk.ilireagentien. il··¹ fur die Neutralisation vcrweiulet werden, kann die Magnesiumovul-Nu' sehlamniung der Abgas-Behandlui¹;¹. wie sie m der I il¹' ' angegeben ist. verwendet werden iiiid die abs:efennter Leststolfe werden wieil-τ m die -\biias-Behaniilungsstu fe zurückgeführt. Bei der Durchführung des ertmdung' ccmalien Verfahrens können die Temperaturen, he denen die Trocknung- und f'alci^riierun>.".-Stufe· dui . '"trcführt werden, und die '.rbensbedius:ungen. be denen alle Stufen durchgeführt ■.·. erden, w ie bei übliche: Arbeitsgängen festgesetzt werden. So wird beispiel¹· weise die LroeknriL'sstiife in der Kegel bei 200 In· 2:30 C durchgeh.'ir' und die ('-.ilcimerurgsstufe wird i' der Regel bei iOohiv U'ioo C iure^irefulirt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentanspruch:

Verfahren zur Entfernung von Chlorionen aus einem Behandlungssystem für feuchtes Abgas, das die folgenden Stufen umfaßt: Inkontaktbringen eines Schwefeldioxid enthaltenden Abgases mit einer im Kreislauf geführten, eine Magnesiumverbindung enthaltenden Absorptionslösung (Absorptions-Stufe),

Trocknen und Calcinieren der Feststoffe für die Regenerierung und Wiederverwendung der Magnesiumverbindung (Trocknungs-Calcinierungs-Stufe) und

Waschen des m derTroclcnungs-Calcmknings-Stufe gebildeten Gases -mit Wasser in einem Waschturm (Wasch-Stufe), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der aus dem Waschturm abgezogenen Lösung aus -dem Behandlungssystem entfernt wjni and daß der Wassergehalt der in die Trodcnnngs-Cakinienings-Stufe eingeführten Feststoffe und der Mengenanteil der aus dem Waschturm abgezogenen und aus dem Behandlungssystem entfernten Lösung so aufeinander abgestimmt werden, daß letzterer umgekehrt proportional zu dem Wassergehalt der in die Trocknung* Calcinierungs-Stufe eingeführten Feststoffe ist, wodurch die Chlorionenkonzentration in dem Behandlungssystem unterhalb 3000 ppm gehalten wird.