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DE4039014A1 - Verfahren zur herstellung und anwendung eines mittels zur senkung des calciumsulfatgehaltes in loesungen - Google Patents

Verfahren zur herstellung und anwendung eines mittels zur senkung des calciumsulfatgehaltes in loesungen

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DE4039014A1
DE4039014A1 DE19904039014 DE4039014A DE4039014A1 DE 4039014 A1 DE4039014 A1 DE 4039014A1 DE 19904039014 DE19904039014 DE 19904039014 DE 4039014 A DE4039014 A DE 4039014A DE 4039014 A1 DE4039014 A1 DE 4039014A1
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DE
Germany
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solid
soln
ash
alkali hydroxide
hydroxide solution
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DE19904039014
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English (en)
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DE4039014C2 (de
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Oskar Dr Junge
Klaus Dr Seibt
Juergen Prof Bosholm
Michael Dr Suder
Christa Suckfiel
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Individual
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents

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Description

Die Verwendung der bei der Verbrennung von fossilen festen Brennstoffen anfallenden Flugasche als Absorptionsmittel in Rauchgasreinigungsanlagen ist bekannt (DD 2 47 587). Weiterhin wird Asche zur Neutralisation von Abwässern (DD 1 48 945) oder in Verbindung mit Flockungsmitteln zur Klärung kohlegetrüb­ ter Wässer eingesetzt (DD 43 118).
In DD 1 47 057 wird ein Verfahren zur Gewinnung von Aluminium­ oxid aus Braunkohlenfilteraschen beschrieben. Aus der Lite­ ratur ist ebenfalls bekannt, daß Asche in Verbindung mit Salzsäure zur Gewinnung von Aluminiumverbindungen bei der Herstellung von Zeolithen genutzt werden kann.
Um gelöste Anionen in wäßrigen Lösungen, z. B. Sulfatablauf­ konzentrationen, zu verringern, wird in der Fachliteratur die Verwendung von Kalk/Calciumaluminatmonosulfathydrat beschrieben.
Es ist Stand der Technik, Asche als Wertstoff für verschie­ dene Zwecke einzusetzen. Zur Senkung der Sulfationenkonzen­ tration in Lösungen kann man speziell hergestellte chemische Verbindungen verwenden. Der Einsatz bzw. die Aktivierung von Asche zu diesem Zweck ist bisher noch nicht bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln den Calcium- und Sulfationengehalt von Lösungen zu verringern und damit Maßnahmen des Umweltschutzes zu unterstützen.
Die genannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß alumosilikat­ haltige Asche mit einer Alkalihydroxidlösung versetzt, erwärmt und nach einer Reaktionszeit von 5 bis 30 Minuten die Lösung einer Fest-Flüssig-Trennung unterzogen wird, wobei die Anwendung des erhaltenen Mittels so erfolgt, daß das aktivierte Festprodukt der calcium- und/oder sulfat­ ionenhaltigen Lösung im Verhältnis 5 bis 30 Gramm Trocken­ substanz auf 1 Liter gesättigte Calciumsulfatlösung zuge­ setzt wird und nach einer Reaktionszeit von 1 bis 2 Stunden eine Fest-Flüssig-Trennung erfolgt.
Die verwendete Asche soll einen Aluminiumoxidgehalt von größer 8% besitzen.
Als Alkalihydroxidlösung wird 5-30%ige Natriumhydroxidlösung oder Kaliumhydroxidlösung verwendet.
Zur Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit wird die mit Alkalihydroxidlösung versetzte, alumosilikathaltige Asche auf eine Temperatur größer gleich 50°C erwärmt. Vor der Fest-Flüssig-Trennung kann sie im Verhältnis 1 : 1 mit Wasser versetzt werden, um eine einfache Filtration zu ermöglichen.
Eine Fest-Flüssig-Trennung vor der Anwendung des Mittels ist notwendig, um die Alkalihydroxidlösung einer Wiederverwen­ dung zuführen zu können und sie nicht in die calcium- und/oder sulfationenhaltige Lösung einzutragen. Das bei der Fest-Flüssig-Trennung anfallende Festprodukt kann vor der Anwendung getrocknet werden.
Nachdem die aktivierte Asche der calcium- und/oder sulfat­ ionenhaltigen Lösung zugegeben wurde, erfolgt während der Reaktionszeit eine Umwandlung der gelösten Ionen. Der Anteil der Calciumionen Ca2+ verringert sich um mehr als 90% und die Sulfationenkonzentration SO4 2- um 50 bis 70%. Bei der abschließenden Fest-Flüssig-Trennung werden diese umgewan­ delten Ionen in einer schwer löslichen Form, hauptsächlich als Calcium-Aluminat-Sulfat-Verbindungen, mit dem Fest­ produkt abgeschieden. Damit kann die so behandelte Flüssig­ keit nach der Einstellung des erforderlichen pH-Wertes ohne Belastung der Umwelt abgeleitet werden.
Ein wesentlicher, mit der Erfindung zu erzielender Vorteil besteht darin, daß die bei der Verbrennung von Braunkohle in Wärmeerzeugungsanlagen anfallende Flugasche, die mindestens zu 8% aus Aluminiumoxid besteht, als Ausgangsstoff verwendet werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Senkung des Calciumsulfatgehaltes im Abwasser von Rauchgasentschwe­ felungsanlagen wird im folgenden Abschnitt beschrieben und anhand der Fig. 1 erläutert.
1 t alumosilikatreicher Flugasche einer Braunkohlenfeuerung (a) mit einem Aluminiumoxidgehalt von 20% wird mit 3-6 m3 30%iger Natronlauge (b) versetzt. Danach wird die Lösung auf 70°C erwärmt und für ca. 20 Minuten bei dieser Temperatur gehalten (c). Durch eine Fest-Flüssig-Trennung (d) wird die Restnatronlauge (e) abgeschieden, mit höher konzentrierter Natronlauge (f) zu 30%iger ergänzt und zur Aktivierung weiterer Asche wieder eingesetzt.
Der feste Rückstand, die aktivierte Asche (g), wird dem gipshaltigen Abwasser einer Rauchgasentschwefelungsanlage (h) zugesetzt. Mit 1 t aktivierter Asche kann je nach Aluminium­ oxidgehalt der Rohasche der Calcium- und Sulfationengehalt in 30 bis 60 m3 gipsgesättigtem Abwasser auf 8-12 mg/l bzw. 300-700 mg/l gesenkt werden. Dazu beträgt die Reak­ tionszeit bei 20°C ca. 2 Stunden (i). Es bilden sich Calcium-Aluminat-Sulfate, die schwer löslich sind und deshalb mit einer Fest-Flüssig-Trennung (j) abgeschieden werden können.
Der abgeschiedene feste Rückstand (k), mit einer Masse von ca. 1-1,2 t, ist problemlos deponiefähig. Das Abwasser besitzt einen pH-Wert von 9 bis 11,5. Es wird durch Zumischen saurer Abwässer (l) auf den zur Einleitung in Fließgewässer (m) notwendigen pH-Wert eingestellt.
Die Fest-Flüssig-Trennungen können mit geeigneten Apparatu­ ren, wie zum Beispiel Hydrozyklone, erfolgen.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines Mittels zur Senkung des Calciumsulfatgehaltes in Lösungen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß alumosilikathaltige Asche mit einer Alkali­ hydroxidlösung versetzt, erwärmt und nach einer Reaktionszeit von 5 bis 30 Minuten die Lösung einer Fest- Flüssig-Trennung unterzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Asche einen Aluminiumoxidgehalt von größer 8% besitzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkalihydroxidlösung 5-30%ige Natriumhydroxidlösung oder Kaliumhydroxidlösung verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Alkalihydroxidlösung versetzte, alumosilikat­ haltige Asche auf eine Temperatur größer gleich 50°C erwärmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Alkalihydroxidlösung versetzte, alumosilikat­ haltige Asche vor der Fest-Flüssig-Trennung im Verhältnis 1 : 1 mit Wasser versetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Fest-Flüssig-Trennung anfallende Festprodukt getrocknet wird.
7. Verfahren zur Anwendung des nach Anspruch 1 bis 6 herge­ stellten Mittels, gekennzeichnet dadurch, daß das akti­ vierte Festprodukt der calcium- und/oder sulfationen­ haltigen Lösung im Verhältnis 5 bis 30 Gramm Trocken­ substanz auf 1 Liter gesättigte Calciumsulfatlösung zuge­ setzt wird und nach einer Reaktionszeit von 1 bis 2 Stun­ den eine Fest-Flüssig-Trennung erfolgt.
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