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DE3329633A1 - Verfahren und waschturm zur entschwefelung von industriellen rauchgasen - Google Patents

Verfahren und waschturm zur entschwefelung von industriellen rauchgasen

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DE3329633A1
DE3329633A1 DE19833329633 DE3329633A DE3329633A1 DE 3329633 A1 DE3329633 A1 DE 3329633A1 DE 19833329633 DE19833329633 DE 19833329633 DE 3329633 A DE3329633 A DE 3329633A DE 3329633 A1 DE3329633 A1 DE 3329633A1
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DE
Germany
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washing
zone
washing tower
washing liquid
flue gases
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DE19833329633
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Inventor
Karl-Rudolf Dipl.-Ing. 4300 Essen Hegemann
Ulrich Dr.rer.nat. 4330 Mülheim Kleeberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Original Assignee
Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound

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Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
332963
-A-
Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Entschwefelung von industriellen Rauchgasen in einem Waschturm mit Waschflüssigkeitskreislauf, der Waschwasser und feinkörniges Calciumcarbonat enthält, wobei die Rauchgase, von unten nach oben strömend, in einer .Waschzone des Waschturmes im Gegenstrom mit der Waschflüssigkeit behandelt werden und wobei in einem unteren Oxidationsteil des Wasch- '. turmes die Waschflüssigkeit gesammelt sowie darin gebildetes Calciumsulfit und/oder Calciumhydrogensulfit unter Einführung; von Luft zu Calciumsulfat oxidiert und dieses aus dem Wasch- j flüssigkeitskreislauf entfernt wird. Es versteht sich, daß der Waschflüssigkeitskreislauf mit einer entsprechenden Pumpe; ausgerüstet ist, und daß auch Hilfsaggregate für die Einführung der Luft, für die Zuführung des Calciumcarbonats, für den Abzug der gesamten Substanzen angeschlossen sind. Das Rauchgas wird im allgemeinen über einen Wärmetauscher eingeführt und über den Wärmetauscher auch wieder abgeführt.
Die bekannte gattungsgemäße Anlage (VGB-Kraftwerkstechnik, 1983, S. 335 bis 344, Bilder 8, 9 und 10) hat sich bewährt, ist jedoch bezüglich des Wirkungsgrades der Entschwefelung yerbesserungsfähig. Auch beobachtet man in der Praxis bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen zuweilen unterschiedliche Wirkungsgrade.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren so weiter auszubilden, daß die Entschwefelung mit besserem Wirkungsgrad durchgeführt werden kann und daß auf einfache Weise eine Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen möglich ist. Der Erfindung liegt fernerhin die
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Aufgabe zugrunde, einen Waschturm anzugeben, der für das erfindungsgemäße Verfahren eingerichtet ist und sich durch Einfachheit und Betriebssicherheit auszeichnet.
Zur Lösung der vorstehend angegebenen Aufgabe lehrt die Erfindung in verfahrensmäßiger Hinsicht zunächst, daß die zerstäubte Waschflüssigkeit in der Waschzone durch Aufnahme von Schwefeldioxid aus dem Rauchgas auf einen pH-Wert von 3 bis 6, vorzugsweise 4 bis 5 eingestellt und die Oxidation im Oxidationsteil bei diesem pH-Wert durchgeführt wird. - Die Aufnahme von Schwefeldioxid durch die Waschflüssigkeit ist ein DiffusionsVorgang oder LösungsVorgang an der Oberfläche Flüssigkeit / Gas. Je größer die Oberfläche ist, desto schneller erfolgt die Aufnahme von Schwefeldioxid. In der Lehre der Erfindung liegt folglich eine Aussage über die Aufenthaltszeit der Waschflüssigkeit bzw. der Waschflüsskeitstropfen in der Waschzone, wobei diese Aufenthaltszeit auch abhängig ist von der Größe der Waschflüssigkeitstropfen und von der Strömungs- :. geschwindigkeit der Rauchgase, anders ausgedrückt von der Größe der Oberfläche der Waschflüssigkeit und der Kontaktzeit mit den Rauchgasen. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß für den Wirkungsgrad von Rauchgasentschwefelungsmaßnahmen der beschriebenen Gattung das Verhältnis des dem Gas angebotenen Schwefeldioxids zu den in Lösung gehenden Calciumverbindungen wesentlich ist. Dieser Wirkungsgrad hängt von verschiedenen Faktoren ab, so von der Lösungsgeschwindigkeit . des Calciumcarbonate in dem Wasehwasser, von der Größe der vorhandenen Waschfläche, d.h. der Tropfenzahl und der Tropfengröße, von der Verweilzeit des zu lösenden Calciumcarbonate in der Waschzone, von der Korngröße und Reaktionsfähigkeit des Calciumcarbonate, aber auch vom pH-Wert der Waschlösung in der Waschzone. Einige dieser Einfluß-
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parameter sind betriebsmäßig vorgegeben, andere sind variierbar. Im allgemeinen muß man von einer vorgegebenen Korngröße des Calciumcarbonats ausgehen. Löst sich das Calciumcarbonat langsamer, als es dem Angebot an Schwefeldioxid entspricht, so fällt der Entschwefelungswirkungsgrad ab, weil nicht mehr genügend Calciumionen zur Bindung der in wässriger Lösung ■ vorhandenen SuIfit-Ionen oder Hydrogensulfit-Ionen' vorhanden sind und damit die Aufnahme des Schwefeldioxids in der wässrigen Phase verlangsamt wird. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es zur Verhinderung dieser Hemmung bei der Auswaschung ausreichend ist, die Waschzone ausreichend groß zu machen. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß auch die Lösungsgenossen in der Waschflüssigkeit hindernd auf die Lösung von Calciumcarbonat wirken können. Bei der Reaktion wird Calciumsulfit gebildet, welches in der Waschlösung bei dem üblicherweise angewendeten pH-Wert von 6 bis 7 schwerlöslich ist. Dieses Calciumsulfit fällt aus unikann auf vorhandenen Calciumcarbonatteilchen aufkristallisieren. Dadurch werden diese Calciumcarbonatteilchen blockiert und an der weiteren Auflösung gehindert. Überraschenderweise findet diese Blockierung nicht statt, wenn nach der Lehre der Erfindung mit dem angegebenen pH-Wert von 3 bis 6, vorzugsweise 4 bis 5, gearbeitet und dieser in der Waschzone durch Aufnahme von Schwefeldioxid aus dem Rauchgas eingestellt wird. Darüber hinaus laufen bei diesem pH-Wert auch die Oxidationsvorgänge im Oxidationsteil besonders vorteilhaft ab.
j Ein Waschturm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah- : rens besitzt eine Waschzone und eine Oxidationszone, wobei j die Waschzone eine Mehrzahl von Zerstäubungsdüsen für die : Waschflüssigkeit aufweist und der Oxidationsteil Einrichtun-
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gen für die Einführung von Luft und/oder Calciumcarbonat sowie für den Abzug von Entschwefeiungsschlamm besitzt, wobei ferner die Rauchgase in die Waschzone unten einführbar und aus dem Kopf des Waschturmes abziehbar sind. Ein derartiger·Waschturm kann dadurch für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet werden, daß die Waschzone eine Länge und die Tropfen der Waschflüssigkeit eine mittlere Tröpfchengröße aufweisen, die unter Berück- ; sichtigung der Strömungsgeschwindigkeit der Rauchgase so abgestimmt sind, daß die·Tropfen bei Eintritt in den Oxidationsteil durch Aufnahme von Schwefeldioxid in der Hauptsache ei- : nen pH-Wert von 3 bis 6, vorzugsweise 4 bis 5, aufweisen. Zur ■ Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse kann der Zerstäubungsgrad der Waschflüssigkeit einstellbar sein. Es kann ! aber auch die Strömungsgeschwindigkeit der Rauchgase einstellbar gemacht werden, wo die vorgeschaltete Anlage es zuläßt. Ein anderer Vorschlag zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse nutzt die Tatsache, daß in einem solchen Waschturm regelmäßig eine Mehrzahl von Zerstäubungsdüsen für die Waschflüssigkeit übereinander angeordnet sind. Hier ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß Zerstäubungsdüsen in unterschiedlicher Höhe zum Zwecke der Einstellung der Aufenthaltszeit der Tropfen der Waschflüssigkeit in der Waschzone ein- bzw. ausschaltbar sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert.
Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung einen Vertikalschnitt durch einen Waschturm 1, der für .das erfin-
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dungsgemäße Verfahren eingerichtet ist.
Der in der Figur dargestellte Waschturm 1 besitzt eine , Waschzone 2 und ein Oxidationsteil 3. In der Waschzone 2 ' sind.übereinander eine Mehrzahl von Zerstäubungsdüsen 4 für die Waschflüssigkeit angeordnet. Die Waschflüssigkeit ist über den Kreislauf 5 mit der Pumpe 6 umpumpbar. Im un- -. teren Teil, d. h. im Oxidationsteil 3 befinden sich Einrich- , tungen 7, 8, 9 für die Einführung von Luft und/oder Calcium- i carbonat sowie für den Abzug von Entschwefelungsschlamm. Das Rauchgas ist über einen Wärmetauscher 10 in den unteren : Teil der Waschzone 2 einführbar und verläßt den Waschturm 1 über den Kopf 11, wo entsprechende Tropfenabscheider 12 angeordnet sind. Das behandelte Rauchgas wird mit Hilfe des Wärmetauschers 10 wieder aufgeheizt und abgeführt.
Die Auslegung ist so getroffen, daß die zerstäubte Waschflüssigkeit in der Waschzone 2 durch Aufnahme von Schwefelaus dem Rauchgas auf einen pH-Wert von 4 bis 5 eingestellt wird, so daß die Oxidation im Oxidationsteil 3 bei diesem pH-Wert durchführbar ist. Entsprechend' ist die Länge L der Waschzone 2 unter Berücksichtigung der Tröpfchengröße der Waschflüssigkeit sowie unter Berücksichtigung der Strömungsgeschwindigkeit der entgegenströmenden Rauchgase eingerichtet. Der Zerstäubungsgrad könnte einstellbar sein, beispielsweise durch Veränderung des Pumpendruckes im Waschflüssigkeitskreislauf 5. Grundsätzlich könnte auch die Strömungsgeschwindigkeit derRauchgase einstellbar sein, beispielsweise durch Zuschaltung weiterer, entsprechend aufgebauter Waschtürme 1. Im übrigen erkennt man, daß im Waschturm 1 eine Vielzahl von Zerstäubungsdüsen 4 übereinander · angeordnet sind. Sie könnten unterschiedlich eingeschaltet
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werden, wodurch die Aufenthaltszeit der Tropfen der Waschflüssigkeit ebenfalls unterschiedlichen Betriebsbedingungen anpaßbar ist.
-β'
- Leerseite

Claims (5)

Andrejewski, Honke & Partner Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-Ing. Manfred Honke Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch iAnwaltsakte: 4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 1002 ' 60 525/K1- 26. Juli 1983 Patentanmeldung Gottfried Bischoff Bau kompl. Gasreinigungsund Wasserrückkühlanlagen GmbH & Co. Kommanditgesellschaft ι Gärtnerstraße 44 4300 Essen 1 "Verfahren und Waschturm zur Entschwefelung von industriellen Rauchgasen" Patentansprüche:
1. Verfahren zur Entschwefelung von industriellen Rauchgasen in einem Waschturm mit Waschflüssigkeitskreislauf, der Waschwasser und feinkörniges Calciumcarbonat enthält,
: wobei die Rauchgase, von unten nach oben strömend, in einer Waschzone des Waschturmes im Gegenstrom mit der ; Waschflüssigkeit behandelt werden
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und wobei in einem unteren Oxidationsteil des Waschturmes die Waschflüssigkeit gesammelt sowie darin gebildetes Calciumsulfit und/oder CalciumhYdrogensulfit unter Einführung von Luft zu Calciumsulfat oxidiert und dieses aus dem Waschflüssigkeitskreislauf entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zerstäubte Waschflüssigkeit in der Waschzone durch Aufnahme von Schwefeldioxid aus dem Rauchgas auf einen pH-Wert von 3 bis 6, vorzugsweise 4 bis 5 eingestellt und die Oxidation im Oxidationsteil bei diesem pH-Wert durchgeführt wird.
2. Waschturm zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit ■ ■
Waschzone und
Oxidationsteil,
wobei die Waschzone eine Mehrzahl von Zerstäubungsdüsen für die Waschflüssigkeit aufweist, der Oxidationsteil Einrichtungen für die Einführung von Luft und/oder Calciumcarbonat sowie für den Abzug von Entschwefelungsschlamm besitzt, wobei fernerhin die Rauchgase in die Waschzone unten einführbar und aus dem Kopf des Waschturmes abziehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschzone (2) eine Länge (L) und die Tropfen der Waschflüssigkeit eine mittlere Tropfengröße aufweisen, die unter Berücksichtigung der Strömungsgeschwindigkeit der Rauchgase so abgestimmt sind, daß die Tropfen bei Eintritt in den Oxidationsteil <3) durch Aufnahme von Schwefeldioxid aus den Rauchgasen hauptsächlich einen pH-Wert im Bereich von von 3 bis 6, vorzugsweise 4 bis 5, aufweisen.
Andrejewslei, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
3 -
3. Waschturm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäubungsgrad der Waschflüssigkeit einstellbar ist.
4. Waschturm nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases im Waschturm (1) einstellbar ist.
5. Waschturm nach einem der Ansprüche 2 bis 4 mit einer Mehrzahl von in unterschiedlicher Höhe angeordneten Zerstäubungsdüsen, dadurch gekennzeichnet, daß Zerstäubungsdüsen (4) in unterschiedlicher Höhe zum Zwecke der Einstellung der : Aufenthaltszeit der Tropfen der Waschflüssigkeit in der Waschzone (2) ein- bzw. ausschaltbar sind.
DE19833329633 1983-08-17 1983-08-17 Verfahren und waschturm zur entschwefelung von industriellen rauchgasen Withdrawn DE3329633A1 (de)

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