DE2511291C2 - Verfahren zum Entfernen von gasförmigem Schwefeloxid aus einem Gasstrom - Google Patents

Verfahren zum Entfernen von gasförmigem Schwefeloxid aus einem Gasstrom

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DE2511291C2 DE2511291A DE2511291A DE2511291C2 DE 2511291 C2 DE2511291 C2 DE 2511291C2 DE 2511291 A DE2511291 A DE 2511291A DE 2511291 A DE2511291 A DE 2511291A DE 2511291 C2 DE2511291 C2 DE 2511291C2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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

Description

um ein Verfahren zum Entfernen von Schwefeldioxid aus einem Gasstrom, wie er bei dampfgetriebenen Kraftwerken zur Erzeugung von Elektrizität, in Industrieanlagen, in denen schwefelhaltige Brennstoffe verbrannt werden, oder bei industriellen oder chemischen Verfahren auftritt, bei denen schwefeldioxidhaltiges Rauchgas gebildet wird. Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren für das Entfernen von gasförmigem Schwefeldioxid vorgesehen ist, kann Schwefeltrioxid ebenfalls absorbiert und zusammen mit Staub, Flugasche und anderen Teilchen aus dem Gasstrom entfernt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die S-hritte der Verwendung einer Kontaktbehandlungseinrichtmig, vie eines Gas-Flüssigkeits-Gaswäschers, zum Lösen des Schwefeldioxids aus dem eintretenden Schmutzgas- oder Rauchgasstrom in einem größeren Anteil einer leicht sauren Primärextraktionslösung, die Natriumsulfit, Natriumbisulfit, durch das die Lösung leicht sauer gehalten wird, und etwas Natriumsulfat enthält.
In dem Gaswäscher erfolgt eine Reaktion von Schwefeldioxid mit Natriumsulfit in der Primärext^äktionblösung oder der Gaswäscherfiüssigkeit. Durch diese Reaktion wird ein Teil des Natriumsulfits in Natriumbisulfit (sauer) zur Erzeugung eines Extrakts umgewandelt. Da die Extraktionslösung in dem Gaswäscher am wirksamsten ist, wenn sie leicht sauer ist, befindet sich anfänglich etwas Natriumbisulfit in der Lösung. Flüssigkeitsfreies Gas wird aus dem Gaswäscher ausgestoßen, und der Extrakt strömt zu einem Umwälzbehälter oder Mischer.
Vorzugsweise wird die leicht saure Extraktionsflüssigkeit aus dem Umwälzbehälter oder Mischer wiederholt verwendet bzw. zurückgeführt, damit die in dem Verfahren verwendeten Natriumsalze erhalten bleiben.
Da Natriumsulfit in dem Gaswäscher die aktive Chemikalie darstellt, und da etwas Natriumsulfit aus der Primärextraktionslösung durch Reaktion in dem Gaswäscher entzogen wird, wird ein Teil der Flüssigkeit in dem Mischer, dereinen Anteil an Natriumbisulfit enthält, wie er in dem Gaswäscher entstanden ist, zu einem Regenerationssystem abgezweigt, in dem das Natriumbisulfit mit Kalziumhydroxid, reagiert. Dadurch wird das eintreffende Natriumbisulfit zu Natriumsulfit regeneriert, und die regenerierte Flüssigkeit wird schließlich zu dem Mischer zurückgeführt. Die Flüssigkeit in dem Regenerator ist alkalisch. Bei dem Regenerationsvoi^ang entsteht eine unlösliche Ausfällung aus Kalziumsulfit. die schließlich ausgefiltert wird, jedoch wird ein Teil der Ausgangsfiüssigkeit mit der Ausfällung abgezogen.
Einige Natriumsalze, ^schließlich des aktiven Natriumsulfits, gehen kontinuierlich mit den Abfallfeststoffen, die aus der Flüssigkeit ausgefällt werden, verloren, so daß Natriumsulfit in dem Prozeß nachgefüllt v/erden muß.
Die bevorzugte Chemikalie zum Ersetzen des verlorengegangenen Natriuriisulfits ist Natriumkarbonat, das mit Natriumbisulfit zur Bildung von Natriumsulfit reagiert. Natriumkarbonat wird in den Prozeß in einem Bereich eingefügt, in welchem die Flüssigkeit sauer ist, wie in dem Mischer, so daß das Kohlendioxid, das bei der Reaktion gebildet wird, blasenförmig austritt und nicht gelöst in der M ischerlösung oder in der Gaswäscher- oder Extraktionsflüssigkeit, die aus diesem abgezogen wird, verbleibt. Dadurch wird die Bildung von Kalziumkarbonat in dem Mischer verhindert, die stattfinden könnte, wenn Spuren von Kalzium in der in den Mischer zurückgeführten Gaswäscherlösung vorhanden wären. Es ist wesentlich, keine Kalziumsalzc :n den Gaswäscher aus dem Mischer einzuleiten, da sie Ablagerungen in dieser Vorrichtuni! bilden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung bezieht sich s-uf die zuvor erwähnten Vorgänge in dem Regeneratorsystem. Wie oben erwähnt wurde, wird Kalziumhydroxid in einen Regenerator oder Reaktor des Regenerationssystems eingeleitet. Das Kalzkunhydroxid reagiert mit dem Natriumbisulfit in dem erwähnten abgezweigten Anteil der Primärextraktionslösung und wandelt das saure Natriumbisulfit in alkalisches Natriumsulfit um, so daß eine alkalisch regenerierte Extraktionslösung entsteht, die regeneriertes Natriumsulfit zum Vermischen mit dem Extrakt aus dem Gaswäscher enthält. In dem Regenerator bildet die Reaktion des Kalziumhydroxids mit dem sauren Natriumbisulfit ebenfalls die zuvor erwähnten unlöslichen Ausfällungen des Kalziumsulfits. Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Kalziumsulfitausfällung vollständig aus der Ausgangsflüssigkeit entfernt wird, da es wesentlich ist, daß Kalziumsalze nicht zusammen mit der Extraktionsflüssigkeit zu dem Gaswäscher zurückgeleitet werden. U^ter günstigen Bedingungen der Natriumsalzkonzentraiion, und wenn der pH-Wert in dem Regenerator 7,9 übershreitet, agglomeriert Kalziumsulfit zu großen, flockenförmigen Teilchen. Andernfalls kann die Ausfällung sehr feine Teilchen aufweisen, die schwierig auszufiltern sind. Ferner wäre selbst dann, wenn versucht würde, diese kleinen Teilchen vor dem Filtern zu konzentrieren, wie etwa durch Schwerkrafttrennung in einem Absetzbehälter, der Absetzvorgang langsam und würde einen sehr großen Behälter oder Verdicker erfordern, wenn der notwendige Durchsatz geliefert werden soll.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die großen Flocken des Kalziumsulfits als solche dem Verdicker zugeführt, in welchem sie sich schnell durch Schwerkrafttrennung absenken und einen Schlamm erhöhter Dichte bilden, der leicht zu filtern ist. Es ist nicht erforderlich, in dieser Stufe übermäßig große Absetzbehälter oder Verdicker zu verwenden.
Im einzelnen hat sich gezeigt, daß einfaches Hindurchführen einer Lösung, die diese großen Flocken aus KaI-zium-ulfitausfällung enthält, durch eine Vorrichtung, in der diese gerührt werden, wie etwa eine Pumpe, bevor sie in einen Absetzbehälter oder Verdicker gelangen, zur Folge hat. daß die Flocken wiederum in kleinere Teilchen zerbrochen werden, so daß ein schwieriger and langwieriger Prozeß zum Trennen der Teilchen von der Stammlösung erforderlich ist.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die Mischung aus großen Kalziumsulfitflocken, die in der Stammlösung gelöst sind, vorsichtig als Überlaufvon der Oberseite des so Regenerators allein durch Schwerkraft abgezogen und gelangt auf diese Weise zu dem Verdicker. Es sind keinerlei Rührwerke oder Pumpen in der Leitung zwischen dem Regeneratorüberlauf und dem Verdicker vorgesehen. Durch Verwendung dieser Verfahrensschritte können die großen Kalziumsulfitflocken, die sich in dem Regenerator bilden, direkt in den Verdicker überführt werden und setzen sich dort schnell als ein konzentrierter Schlamm ab.
Es hat sich weiterhin gezeigt, daß, wenn dieser verdichbo tete Schlamm aus Kalziumsulfitnocken und Natriumsalzlösung einmal gebildet ist, ein Abpumpen des Schlammes als Bodenanteil des Verdickers zu einem Filter ohne nachteilige Wirkungen für die anschließende Bildung des FilterkucUsns möglich ist. Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, daß die von Ausfüllungen freie Lösung, die alkalisches, regeneriertes Natriumsulfit enthält, als Überlauf von dem Verdicker abeezoeen werden kann und ak fpststorffrpip
regenerierte Lösung für die anschließende Vermischung mit dem sauren Extrakt des Gaswäschers verwendet werden kann.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in der Verwendung von Flugasche als ohne weiteres verfügbares, billiges Filterhilfsmittel bei der Bildung des Kalziumsulfit-Filterkuchens. In vielen Systemen ist Flugasche in dem Rauchgas vorhanden, das in den Gaswäscher eintritt, sofern es nicht durch einen Zyklon, einen Abscheider oder dergleichen vor dem Eintritt in den Gaswäscher entfernt wird. Wenn bei dem erfindungsgemäBen Verfahren Flugasche in dem eintretenden Rauchgas vorhanden ist. wird sie zusammen mit dem Gasstrom in den Gaswäscher eingelassen, die Flugasche wird von dem Gasstrom durch die Waschflüssigkeit getrennt und folglich von dem Gaswäscher zusammen mit dem Extrakt abgezogen, der Natriumsulfat, Natriumsulfit und eine erhöhte Menge an Natriumbisulfit. wie zuvor erwähnt, enthält. Die mitgenommene Flugasche tritt in den Mischer ein und wird von diesem abgezogen, und sie gelangt zu dem Regenerator, in der sie sich mit Kalziumsulfitausfällungen sammelt und folglich als Regenerator-Unterstrom oder -Bodenflüssigkeit zusammen mit der Ausfällung abgezogen wird. Die Flugasche tritt auf diese Weise in den Verdicker ein, wird mit der Verdicker-Bodenflüssigkeii entfernt und zusammen mit dem konzentrierten Kalziumsulfitschlamm dem Roiationsfilter zugeführt. Es hat sich gezeigt, daß beim Durchleiten der Flugasche durch das Svstem in der beschriebenen Weise die Verwendung von getrennten Filterhilfsmitteln wie Diatomeenerde oder dergleichen nicht notwendig ist zur Erzeugung eines guten, entwässerten Filterkuchens, der die Kalziumsulfitflocken enthält.
Wenn daher bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das in die Kontaktbehandlungseinrichtung oder den Gaswäscher eintretende Rauchgas Flugasche enthält, so kann das S\stern ohne Verwendung eines mechanischen oder elektrostatischen Abscheiders in dem Gasstrom betrieben werden. Wenn derartige Einrichtungen vorhanden sind, so sollten sie derart betrieben werden, daß ein angemessener Eintrittsanteil der Flugasche in dem das Schwefeldioxid enthaltenden Gasstrom, der in den Gaswäschereintritt, verbleibt. Wenn in dem System Abscheider zum Entfernen von Flugasche aus dem Rauchgasstrom verwendet werden, oder wenn keine Flugasche in dem Schmutzgasstrom vorhanden ist, ist es vorteilhaft. Flugasche in den Regenerator einzumischen und die Flockenbildungswirkung zu verstärken und die Wirkung des Filters zu erhöhen.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung bezieht sich auf Sicherheitsvorkehrungen in dem Filtersystem. Der Hauptfilter ist ein Rotationstrommelfilter mit einem Stoffsieb, das zum Teil in den einströmenden Schlamm eintaucht. Ein klares Filtrat wird durch das Filtertuch in einen Filtrat-Speicherbehälter abgesaugt, der mit einer Saugpumpe verbunden ist. Die feuchten Abfallfeststoffe (Kalziumsulfit und Flugasche zusammen mit etwas Flüssigkeit) werden von der Filtertrommel abgeschabt und auf einen Förderer abgelenkt. Das luftfreie Filtrat wird zu einem Aufnahmebehälter für Rückführflüssigkeit gepumpt, in dem Überlauf des Verdickers zur Rückführung zu dem Mischer vermischt wird.
Wenn durch das Stoffsieb auf der Rotationsfiltertrommel Feststoffe hindurchgehen oder wenn dieses Sieb beschädigt wird, werden Kalzium enthaltende Feststoffe zusammen mit normalem, kiarem riitrat 2U dem Aufnahmebehälter gepumpt. Diese Feststoffe können zu dem Gaswäscher über dem Mixer zurückgeführt werden, und dort können sie Ablagerungen bilden, wie es bei bekannten Gaswäscherprozessen der Fall ist, bei denen suspendierte Kalziumsalze in der Gaswaschbahn verwendet werden. Folglich wird das Filtrat aus dent Aufnahmebehälter durch einen Polierfilter zu dem Mischer gepumpt. Weiterhin enthält der Aufnahmebehälter oder Speicherbehälter ein Rührwerk, durch das verhindert wird, daß sich vorhandene Feststoffe abscheiden.
Der Polierfilter ist ebenfalls ein Stoffllter und entfernt ίο Feststoffe, bis er verstopft ist und keine weitere Flüssigkeit hindurchgepumpt werden kann. Wenn dies der Fall ist. wird ein Rückspülsystem eingeschaltet und spült das Polierfiltersieb mit Wasser frei und führt den Rückspülschlamm dem Rotationsfilterbehälter zu. Hier werden die Rückspüll'eststoffe durch das Rotationsfiltersieb, das ggf. repariert worden ist, entfernt und zusammen mit den Abfallfeststoffen abgeführt. Ein weiteres Merkmal der Erfindung bezieht sich auf den Verlust des Natriumsalzes. Nalriumsalze werden mit den Abfall feststoffen am Filter abgeschieden. Das Verhältnis von Natriumsulfat zu Natriumsulfit, das die aktive Chemikalie darstellt, wird auf einem hohen Wert gehalten, so daß die Menge des Natriumsulfits, die abgeschieden wird, entsprechend gering ist und durch die kontiollierte Zugabe von Natriumkarbonat zu dem Mischer ersetzt werden kann. Da Natriumsuifii leicht oxidiert, geht einiges Natriumsulfit durch Oxidation in dem Gaswäscher in Natriumsulfat über, so daß der Sulfatanteil in der Flüssigkeit normalerweise sundig ansteigen müßte. Erfindungsgemäß wird jo jedoch die Menge des in dem System hinzugekommenen Sulfats durch die an dem Filter abgeführte Natriumsulfatmenge kompensiert. Die letztere Menge wird durch ein Filtertrommel-Rückspülsystem unter der Steuerung von Meßgeräten kontrolliert.
j5 Im folgenden werden beispielsweise bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Fig. ! zeigt ein schema!isches Flußdiagramm zur Veranschaulichung der Grundlagen des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 ist ein genaueres Flußdiagramm und veranschaulicht die in Fig. 1 jetzt nicht dargestellten Merkmale der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann verwendet werden zum Entfernen von Schwefeldioxid aus Rauchgas von stromerzeugenden Dampfanlagen und industriellen Dampfanlagen, in denen Kohle, öl oder andere schwefelenthaltende Brennstoffe verbrannt werden. Es kann ebenfalls eingesetzt werden bei der Herstellung von so Schwefelsäure und anderen chemischen Prozessen, bei denen Schwefeloxide als Endprodukte oder als Nebenprodukte in Rauchgas erzeugt werden. Obwohl das Verfahren für Schwefeldioxid vorgesehen ist, kann Schwefeltrioxid ebenfalls absorbiert und aus dem Gasstrom entfernt werden. Das Verfahren kann in Verbindung mit einem Staubabscheider verwendet werden, der bereits in diese Gasquellen eingebaut ist, oder es kann verwendet werden zur Rückgewinnung von Staub, Flugasche oder anderer teilcheiiförmiger Substanz aus Gasströmen, die aus derartigen Quellen austreten.
Fig. 1 ist eine vereinfachte, schematische Darstellung des Grundverfahrens der vorliegenden Erfindung bei Anwendung auf eine Prüfeinrichtung, wobei das verschmutzte Gas, wie Rauchgas, vier Gaswäschern zugeleitet wird, die parallel zu dem Gaswäschersystem verbunden sind. Die Anzahl der verwendeten Gaswäscher in einem vorgegebenen System ist lediglich eine Frage der Auslegung, und daher kann zum Zwecke der Erläuterung
auf einen einzigen Gaswäscher Bezug genommen werden.
Fig. 1 kann betrachtet werden als Beispiel einer Einrichtung zur Behandlung von Rauchgas aus einer starken, industriellen Quelle, wie etwa einer Kohle beheizten Dampferzeugungsanlage, die sowohl Flugasche als auch Schwefeldioxid in dem Rauchgas enthält. Der durch das Schwefeldioxid verschmutzte Gasstrom tritt in eine Leitung 10 in Zweigleitungen 10«-1Oi/. In jedem Gaswäwäscher Sei — ScI vorgesehen sind, verzweigt sich die Leitung 10 in Zweigleitungen 10i;-10(/. In jedem Gaswäscher wird der verse1- mtzle Gasstrom einer Kontaktbehandlung mil einer Wasch- h/vv. Primärextraiionslösung, die Natriumsulfit, Natriumbisulfit und Natriumsulfat enthält, unterworfen, und bei dem erfindungsgemäßen Verfahren enthält diese Lösung außerdem suspendierte Flugasche und andere teilchenförmige Stoffe, die zuvor aus dem eintretenden Gasstrom entfernt worden sind Da diese Grundlagen der Erfindung vor allem chemische Merkmale betreffen, wird in diesem Zusammenhang die Behandlung der Flugasche nur angedeutet.
Schwefeldioxid wird in jedem Gaswäscher durch Kontakt mil einer Primärextraktionslösung entfernt, die durch eine Leitung 14 eingeleitet wird, die Zweigleitungen 14i/ — 14f/ für die verschiedenen Gaswäscher aufweist. Natriumsulfat (Na2SO4) ist ebenfalls in den verschiedenen Lösungen gelöst. Da Natriumsulfat jedoch nicht in die Grundreaktionen eingehl, werden diese Einzelheiten später erläutert.
In df λ Gaswäschern wird Schwefeldioxid durch die Waschflüssigkeit absorbiert, die durch die Leitung 14 eintritt, indem in einer Venlurieinheit 12 eine Reaktion mit dem Natriumsulfat und Wasser zur Bildung von Natriumbisulfat stattfindet. Die Reaktion verläuft wie folgt:
SO2+ H2O+ Na2SO,-♦ 2NaHSOj (i)
Die Flüssigkeit wird von dem Gas in einem Zyklontrenner 13 abgetrennt, der jedem Gaswäscher zugeordnet ist, und der llüssigkeitsfreie, von Schwefeloxid befreite Gasstrom wird aus jedem Gaswäscher ausgeblasen und einem Kamin oder Speicher durch Leitungen 16a— 16a1 zugeführt. Der entstehende Flüssigkeitsextrakt fällt durch Schwerkraft durch einzelne Leitungen 15a— 15a1 herab und gelangt in einen Mischer oder in einen Umwälztank M durch eine Leitung 15.
Die Primärextraktionslösung, die in die Gaswäscher aus der Leitung 14 eintritt, hat einen pH-Wert von 6,2 -6,7. Da sich jedoch durch die Reaktion (1) der Anteil an Natriumbisulfit erhöht, ist der Extrakt in der Leitung 15 stärker sauer. Es wird jedoch ausreichend Waschflüssigkeit zu dem Gaswäscher gepumpt, so daß die Menge des verfügbaren Natriumsulfits ausreicht, um ein nennenswertes Ansteigen des Säurewertes zu verhindern.
Natriumbisulfit wird in den Gaswäschern auf Kosten des Natriumsulfits erzeugt, und da Natriumsulfit chemisch aktiv ist, sollte es nicht entfernt werden. Daher wird ein Teil der Flüssigkeit aus dem Mischer M einem Regenerationssystem zugeleitet, das einen Regenerator oder Reaktor R umfaßt, in dem das Natriumbisulfit, das in den Gaswäschern entsteht, zu Natriumsulfit regeneriert wird, bevor die Flüssigkeit zu dem Mischer M zur Rezirkulation zugeführt wird. Dies wird erreicht durch Unterteilung der Abgabeleitung 18 für die Primärextraktionslösung von dem Mischer M in eine Haupt- oder Gaswäscher-Leitung und eine Leitung 20, in die eine gesteuerte Menge der Lösung zu dem Regenerator oder ■ Reaktor R unter dem Einfluß eines Ventils 22 abgezweigt wird.
Einige Natriumsalze, einschließlich Natriumsulfit, der aktiven Chemikalie in dem Waschprozeß, werden aus dem System zusammen mit den Abfallfeststoffen in einem stromabwärts angeordneten Filter Fausgespült und gehen folglich kontinuierlich in den Abfallfeststoffen verloren. Daher wird ein billiges Natriumsalz dem System zugefügt, das eine Reaktion herbeigeführt, die den Natriumwert ergänzt, der in dem Filter verlorengegangen ist. Eine aktive, jedoch billige Natriumchemikalie wie Natriumkarbonat oder Natriumhydroxid wird dem System hinzugefügt zur Ergänzung des Natriumsulfits. Zur Vereinfachung der Handhabung ist Natriumkarbonat das bevorzugte Regenerationsmaterial. Daher wird Natriumkarbonat dem Mischer M über eine Leitung 21 zugesetzt. Es ergibt sich folgende Reaktion:
ίΝαίΠϋΓπκαΤυοΠαί'.
Na2CO., + 2 NaIlSO., - 2 Na2SO., + CO2,+ H2O (2)
Wenn Natriumhydroxid verwendet wird, tritt folgende Reaktion ein:
Natriumhydroxid:
NaOH + NaHSO., - Na2SO., + H2O (3)
Es ist wesentlich, daß Natriumkarbonat zu einer sauren Lösung hinzugegeben wird, wie es die Lösung in dem Mischer M mit einem pH-Wert von 6 — 7 darstellt. Unter diesen Bedingungen tritt Kohlendioxid in Blasen aus der Lösung wie bei der Reaktion (2) aus. und das Karbonat verbleibt nicht gelöst in der Lösung. Dadurch wird die Bildung von Kalziumkarbonat verhindert, wenn Spuren von Kalzium in der Lösung vorhanden sind, und folglich wird eine Tendenz zur Bildung von Ablagerungen weiter reduziert, wenn die Lösung in den Gaswäscher eingeleitet wird.
wie bereiis erwähnt wurde, wird eine gesteuerte Menge der Primärextraktionslösung (einschließlich Flugasche) durch die Leitung 20 unter der Kontrolle des Ventils 22 abgezweigt und dem Regenerator oder Reaktor R zugeführt. Diese Flüssigkeit enthält Natriumsulfit, Natriumbisulfit und Natriumsulfat. Da jedoch Natriumbisulfit in dem Gaswäscher auf Kosten von Natriumsulfit in der Primärextraktionslösung aus der Leitung 14 entsteht, wird das Natriumbisulfit aus der Leitung 20 zu Natriumsulfit regeneriert und zu dem Mischer M und den Gaswäschern zurückgeführt. Diese Regeneration erfolgt in dem Regenerator oder Reaktor R durch Zugabe von wasserhaltigem oder gelöschtem Kalk (Ca(OH)2) durch eine Leitung 24 in die Flüssigkeit, die in den Regenerator durch die Leitung 20 eintritt. Es erfolgt eine zweistufige Reaktion in dem Regenerator R, bei der Kalziumsulfit als Abfall feststoff ausfällt ud Natriumsulfit für eine Wiederverwendung in der Gaswäscher-Extraktionslösung regeneriert wird. Die zweistufige Reaktion läuft wie folgt ab:
Ca(OH)2 + Na2SO3 -» CaSO3 + 2 NaOH (4) 2 NaOH + 2 NaHSO3 -> 2 Na2SO3 + 2 H2O (5) Durch Kombination der Reaktionen (4) und (5) ergibt sich:
Ca(OH)2 + 2 NaHSO3 -> CaSO3 + Na2SO3+ 2 H2O
Das Ventil 22 wird derart eingestellt, daß die Flüssigkeit in der Leitung 20, die dem Regenerator R zugeführt wird, eine Menge an Natriumbisulfit NaHSO 3 enthält, die gleich derjenigen ist, die durch die Reaktion in den
'■ι.?, Gaswäschern erzeugt wird. In dem Regenerator R ent-
1J- steht eine unlösliche Ausfällung aus Kalziumsulfit. die
'i: mit Flüssigkeit von dem Regenerator, gemischt mit
L-! flockigen Kalziumsulfitteilchen und Flugasche in Sus-
v pension, einem Verdicker T zugeführt wird, wie später
'■! im einzelnen erläutert werden soll. Der Unterstrom des
Λ Verdickers, der ein konzentrierter Schlamm aus Na-
:triumsulfit, Kabiumsulfit-Ausfällung, Flugasche und et-
ί ί was Natriumsulfat ist, wird durch eine Leitung 26 einem
;i Rotationsstromfilter /"zugeführt. Bei dem hier erläuter-
i>< ten Beispiel sind drei derartige Rotationstrommelfilter
vorgesehen, die parallel miteinander verbunden sind. Die anderen beiden, nicht gezeigten Filter nehmen Schlamm ■ aus den Zweigleitungen 26«, 26b.
Ein feststofffreier Überlauf aus dem Verdicker T gelangt durch eine Leitung 28 in eine Leitung 30, die die ^ Flüssigkeit zu dem Mischer M als regenerierte Extrak-
;■? tionslösung zurückführt. Der aktive Bestandteil dieser
^ Lösung ist Natriumsulfit, und die Lösung hat einen pH-
!>' Wert von 8 — 8,5. Diese alkalische regenerierte fcxtrak-
Ji' tionslösung wird, wenn sie zu dem Mischer M zurückge-
Bj führt wird, gemischt mit dem Extrakt aus der Leitung 15,
ff die aus den Gaswäschern austritt, so daß die zuvor er-
|j wähnte, saure Primärextraktionslösung entsteht, die als
S Waschflüssigkeit für die Leitung 14 dient.
Der Filter F ist ein Rotationstrommelfilter, dem ein
'i unter Unterdruck stehender Filtratbehälter zugeordnet
S ist, der später erläutert werden soll. Der Filterkuchen
•3 wird mit Wasser gewaschen und als Abfallfeststoff abgegeben, der ausgefälltes Kalziumsulfit, Flugasche und ei- jo nen Teil der ursprünglichen Flüssigkeit enthält. Luft wird durch eine Leitung 34 ausgeblasen und zieht Flüssigkeit durch das Filtersieb, und das feststofffreie Filtrat, das Natriumsulfit als aktiven Bestandteil enthält, wird von dem Filter durch eine Filtratleitung 36 abgezogen und zu dem Mischer M über die Leitung 30 zurückgeführt. Das Filtrat aus den beiden anderen Filtern, die zuvor erwähnt wurden, iriti in den Kreislauf durch die Leitungen 36o. 36ft ein.
Obwohl Waschwasser aus der Leitung 32 in die Schleife an dem Filter Feintritt, kann es unter Umständen die Verluste oder den verdampften Anteil in den Gaswäschern nicht ersetzen, so daß einiges Regenerationswasser der Schleife über die Leitung 38 zugeführt wird.
Wie bereits erwähnt wurde, befindet sich Natriumsulfat in den verschiedenen genannten Flüssigkeiten, jedoch ist dies keine aktive Chemikalie in dem Waschprozeß, und daher wurde es in der obigen kurzen Beschreibung des Grundverfahrens nicht hervorgehoben.
Fig. 2 ist eine genauere Darstellung des Systems der Fig. 1. In Fig. 2 ist ein einzelner Gaswäscher gezeigt, obwohl Zweigleitungen für die anderen Gaswäscher gemäß Fig. 1 angedeutet sind. Die folgende Erläuterung soll auf einen einzigen Gaswäscher beschränkt werden.
55 Gaswäscher
Gemäß Fig. 2 tritt schwefelhaltiges Abgas, z.B. Rauchgas, in das System durch die Leitung 10 ein. Das Rauchgas gelangt in einen Gaswäscher, der allgemein mit 5 bezeichnet ist, und der in dem dargestellten System einen Flüssigkeitskontakt-Gaswäscher 12 in Venturi-Bauweise enthält, wie er in der US-PS 40 23 942 der Anmelderin dargestellt ist. Der Gaswäscher 12 umfaßt kurz gesagt eine quadratische Venturiengstelle mit einem über die gesamte Breite gehenden Einsatz 12a in der Venturicngsteilc, der unterhalb der Venturiengstelle Durchgänge mit konstantem Querschnitt ergibt. Das erfsndungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht auf die spezielle Verwendung eines derartigen Gaswäschers mit Venturibauweise beschränkt. Vielmehr kennen Gaswäscher oder Kontaktbehandlungseinrichtungen in Form von gepackten Säulen usw. verwendet werden, wie sie in der zuvor erwähnten Anmeldung erläutert werden. Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß, obwohl das Rauchgas entsprechend der zuvor erwähnten Anmeldung auf unter 2600C gekühlt werden kann, in der Rauchgas-Leitung 10, die in den Gaswäscher eintritt, kein Zyklontrenner oder Ausfaller vorgesehen ist, so daß die Flugasche, die durch die Rauchgasquelle erzeugt wird, ebenfalls in den Gaswäscher aus der Leitung 10 eintritt.
Wenn der Gaswäscher 12 ein Venturiwäscher ist, so nimmt die F.ngstelle des Gaswäschers die Primärextraktionslösung aus der Leitung 14 auf. Beispielsweise kann diese Lösung, die in die Venturiengstelle eingesprüht wird. 3,3 Gew.-% Natriumsulfat, 3,1 Gew.-% Natriumbisulfit und 15 Gew.-% Natriumsulfat umfassen. Diese Konzentrationen sind nicht kritisch, jedoch ist es wesentlich, dali das Verhältnis von Natrimsuifat zu Natriumsuifit hoch ist. Die Primärextraktionslösung in der Leitung 14 ist sauer mit einem pH-Wert von 6,2-6,7. In dem Gaswäscher 12 reagieren die Primärextraktionslösung und das Schwefeldioxid in dem Rauchgas, so daß das Schwefeldioxid durch die Primärextraktionslösung absorbiert werden un den Extrakt bilden. Schwefeldioxid wird mit Natriumsulfit (Na2SO1) kombiniert, wie es in der obigen Reaktion (1) gezeigt ist. Der entstehende Ex- , trakt £ enthält nach wie vor Natriumsulfit, jedoch auch eine erhöhte Menge an Natriumbisulfit.
Vorzugsweise liegt der pH-Wert der Primärextraktionslösung. die in den Gaswäscher eintritt, nicht unterhalb von 6 und insbesondere zwischen 6.2 und 6.7. da. wenn die Primärextraktionslösung zu sauer ist. ihre Wirksamkeit bei der Extraktion von SO2 abnimmt, wobei die Lösung das Bestreben hat, während der Extraktion stärker sauer zu werden.
Während der Schwefeldioxid-Extraktion kann das Schwefeldioxid, sofern freier Sauerstoff in dem eintretenden Gasstrom vorhanden ist, ebenfalls mit Natriumsulfit zur Erzeugung von Natriumsulfat reagieren, und in jedem Falle wird Natriumsulfat stets in dem System umgewälzt. Dies ist vorteilhaft, da es bei der vorliegenden Erfindung von Bedeutung ist, daß eine gesammelte Menge von gelösten Natriumsalzen in der Primärextraktion vorhanden ist, nämlich Natriumsulfit, -bisulfit und -sulfat, die wenigstens 20 Gew.-% erreichen, so daß die Extraktionslösung eine lonenstärke von wenigstens 5 aufweist. Es war bekannt, daß diese hohe Salzkonzentration die weitere Umwandlung von Sulfit in Sulfat behindert, und es ist ebenfalls bekannt, daß die hohe Konzentration die Regenerationsreaktion mit einem abgezweigten Strom der Primärextraktionslösung erleichtert, die zuvor erwähnt wurde. Flugasche wird aus dem Rauchgas durch Auftreffen der Staubteilchen auf die Waschflüssigkeitstropfen in dem Gaswäscher 12 entfernt und verbleibt suspendiert in der Flüssigkeit.
Die Gas-Flüssigkeits-Mischung tritt in den Zyklontrenner 13 ein, der einen Teil des Gaswäschers 5 bildet und in dem die Flüssigkeit von dem Gasstrom durch Zentrifugalkraft abgetrennt wird. Die Extraktionsflüssigkeit E, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Flugasche enthält, wird durch die Leitung 15 entfernt und tritt in den Mischer M ein. Der von Schwefeldioxid befreite, flüssigkeitsfreie Gasstrom wird aus dem Zyklontrenner 13 durch die Leitung 16c ausgestoßen and durch einen Dampfrohr-Rückerhitzer 40 mit Hilfe eines Saugzuggebläses 42 zur Abgabe an einen Kamin 44 hin-
durchgezogen. Der Rückerhitzer 40 ist nicht wesentlich. Er liebt die Temperatur des feuchtigkeitsgesättigten Ga- <. :s an, so daß es auf einfache Weise in der Atmosphäre dispergiert wird. Der Rückerhitzer gestattet es außerdem, ein Saugzuggebläse 42 aus Flußstahl anstelle eines Gebläses aus nicht rostendem Stahl zu verwenden. Das Abgas kann auf andere Weise rückerhitzt werden.
Mischer
Die saure Extraktionsflüssigkeit in der Leitung 15 aus dem Gaswäscher strömt durch Schwerkraft in den Mischer M. Sie enthalt Ntriumsulfit, einen erhöhten Anteil an Natriumbisulfit und Natrirmbisulfat sowie suspendierte Flugasche.
Die Lösung in dem Mischer .V/wird durch eine drehbare Rührschraube 46 umgerührt, damit verhindert wird, daß Feststoffe abgelagert werden und die Leitungen verstopfen. Weiterhin tritt in den Mischer M die zuvor erwähnte, regenerierte Extraktionsiösung aus der Leitung 30 ein. Diese Lösung ist alkalisch mit einem pH-Wert von 8-8,5. Sie ist zusammengesetzt aus Natriumsulfit. Natriumsulfat und Flugasche und wird aus dem zuvor erwähnten, stromabwäriigen Regenerationssystem, das den Filter aufweist, aufgenommen.
Der Mischer M, der den Säureextrakl aus der Leitung 15 mit der alkalischen regenerierten Extraktionslösung (pH über 8) aus der Leitung 30 mischt, erzeugt die zuvor erwähnte Primärextraktionslösung mit einem pH-Wert von 6,2 — 6,7.
Wie erwähnt wurde, wird die Primäiextraktionslösung von dem Mischer durch eine Umwälzpumpe 48 abgepumpt. Die Abgabeleitung 18 wird in zwei Ströme in den Leitungen 14 und 20 mit Hilfe eines Proportionierungs-Ventils 22 unterteilt. Ein Hauptanteil der Primärextraktionslösung wird durch die Leitung 14 dem Gaswäscher 12 zugeführt. Ein geringerer Anteil der Primärextraktionslösung verläßt über die Leitung 20 das Ventä! 22 und wird an den Regenerator R abgegeben. Die Flugasche wird aus dem Mischer zusammen mit der Primärextraktionslösung abgezogen und tritt ebenfalls in den Regenerator R über die Leitung 20 ein.
Das Ventil 22 wird derart eingestellt, daß die abgezweigte Flüssigkeit, die in den Regenerator über die Leitung 20 eintritt, nur diejenige Menge an Natriumbisulfit enthält, die in dem Gaswäscher durch die Reaktion (1) erzeugt worden ist. Dies wird erreicht durch eine Steuerung 50. Die Steuerung umfaßt drei spezielle Elektroden oder Sonden, und zwar (1) eine Sonde, die den Gesamt-Natriumionengehalt in der Mischerlösung mißt; (2) eine Sonde, die den pH-Wert der Lösung mißt und (3) eine Oxidations-Reduktions-Sonde (ORP), die das Sulfat/ Sulfit-Verhältnis in der Lösung mißt. Diese Sonden-Spannungssignale werden verwendet zur Ausübung von zwei Funktionen, deren eine darin besteht, das Ventil 22 zu steuern, und zwar auf der Basis der pH-Messung durch die Sonde (2), deren Steuersignal durch die gestrichelte Linie 50 a angedeutet ist.
Die Sonden der beschriebenen Art sind als solche für die Kontrolle chemischer Prozesse bekannt, und die Einzelheiten und die zugehörige Instrumentation sind für die Erfindung nicht wesentlich.
Da, wie erwähnt wurde, einige Natriumsalze in der Form von Natriumsulfat sowie eines kleineren Anteils an Natriumsulfit durch Auszug in dem stromabwärtigen Füter F verloren gehen, könnte das System unter Umständen von Natriumsalzen einschließlich Natriumsulfit befreit werden und daher außerstand gesetzt werden, Natriumdioxid zu absorbieren. Dieser Verlust an lösbarem Natriumsalz wird ausgeglichen durch Regeneration des Natriumsulfits in dem Mischer M durch Zugabe eines aktiven, lösbaren Natriumsalzes wie etwa Natriumkarbonat (Na2CO3), das aus Natriumkarbonat-Trichter 52 mit Hilfe eines Schraubenförderers 54 dem Mischer über die Leitung 21 zugesetzt wird. Der Schraubenförderer hat einen regelbaren Antrieb 55. Der Antrieb 55 wird gesteuert durch die zuvor erwähnte Mischer-Steuerung 50 auf der Basis der Messungen der Natriumionenkonzentrations-Sonde (1) und der pH-Sonde (2). Diese Steuerung regelt den Einlaß des Natriumsalzes zur Aufrechterhaltung der Natriumionenkonzentration der Mischerlösung innerhalb gewünschter Grenzen, wobei das Steuersignal durch die gestrichelte Linie 50 b angedeutet ist.
Die Zugabe von Natriumsulfat als Aufbereitungschemikalie wäre unwirksam, da Sulfat nicht in dem System in Sulfit umgewandelt wird und folglich Sulfit unter Umständen entzogen würde. Natriumhydroxid und Natriumkarbonai sind die neiden einzigen zum vernünftigen Preis zu erhaltenden Hauptchemikalien, und wegen der einfachen Handhabung ist Natriumkarbonai vorzuziehen. Wie erwähnt wurde, ist es wesentlich, daß das Karbonat dort hinzugefügt wird, wo die Lösung sauer ist. wie in dem M ischer, so daß Kohlendioxidblasen in der Reaktion (2) austreten und das Karbonat nicht gelöst in der Waschflüssigkeit verbleibt.
Regeneratorvorgang
Der Regenerator R ist ein Überlaufregenerator mit
η einer mit Rührwerk versehenen Reaktionskammer. Derartige Kammern sind als solche bekannt, und auf die konstruktiven Einzelheiten kommt es daher für die Erfindung nicht an. Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Regenerators dieser Art bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bestimmten Stufe des Verfahrens vor einer Senkkammer oder einem Verdicker. Dsr Renenerator umfaßt einen zvlm£ir!schen Behälter 90. dessen oberer Bereich durch eine ringförmige Überlaufrinne 92 umgeben wird. D. s Rührwerk 60 mischt die Chemikalien im unteren Bereich des Behälters 90 stark durcheinander, und unter diesen Umständen erfolgt eine schnelle Reaktion zwischen dem Natriumbisulfit aus der eintretenden Primärextraktionslösung, die durch dv Leitung 20 zugeführt wird, und dem Kalziumhydroxid, das durch die Leitung 24 eintritt. Als Ergebnis dieser Reaktion wird Natriumbisulfit (NaHSO3) in Kalziumsulfit (CaSO3) umgewandelt. Der pH-Wert der Regeneratorlösung wird auf einen bevorzugten Wert von 8,3 und nicht unter 7,9 und nicht über 9,5 durch Steuerung festgehalten. Dazu ist ein pH-Meßgerät 61 mit einer zugehörigen Steuerung erforderlich, durch die der Eintritt von Kalk über einen Waagenförderer 59 gesteuert wird. Das Steuersignal ist durch die gestrichelte Linie 61 α angedeutet.
Das Kalziumsulfit, das in der Flüssigkeit nicht lösbar ist, fällt aus und gelangt in der Natriumsalzlösung in dem Regenerator-Behälter in eine, relativ ruhige obere Zone. Wie erwähnt wurde, erfolgt folgende kombinierte Reaktion:
Ca(OH)2 + NaHSO3 - CaSO3 + Na2SO3+ 2H2O (6)
Wenn die Gesamtkonzentration des gelösten Natriumsalzes 20 Gew.-% überschreitet und der pH-Wert in dem Regenerator im Bereich von 7,9—9,5 liegt, bilden die anfänglich kleinen Teilchen des Kalziumsulfits durch Agglomeration und Flockenbildung zunehmend größere, flockige Teilchen mit einem üblichen Durchmesser von über 100 um. Aufgrund des Rührens innerhalb des
Regenerators R agglomeriert die Flugasche, die ebenfalls durch die Leitung 20 eingeleitet worden ist,-mit dem ausgefallenen Kalziumsulfit. Während die Flüssigkeit langsam über den oberen Rand des Behälters 90 in die Überlaufrinne 92 überläuft, treten zugleich die großen Flocken aus Kalzitnnsulfit und Flugasche mit der Flüssigkeit über. Diese sanfte Überlaufwirkung zerbricht die großen Flocken nicht. Die Suspension der Flocken in der Natriumsalzflüssigkeit wird durch die Leitung 62 abgeführt, wie zuvor erwähnt wurde, und gelangt durch Schwerkraft von sich aus in die Öffnung des Verdickers T. Eine Pumpe ist in der Überlauf-Leitung 62 nicht erforderlich.
Wie zuvor erwähnt wurde, wird durch die Reaktion in dem Regenerator R anfangs unlösliches Kalziumsulfit in sehr kleinen Teilchen ausgefallt, deren Durchmesser 1 μπι und Iris zu 20 μπι betragen kann. Teilchen dieser geringen Größe würden durch Schwerkraft sehr langsam absinken, und auch nach dem Absinken wären sie sehr schwer auszufiltern. Bei dem erfindungsgemäßen Verfah-
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erwähnten großen Flocken, die sich leicht durch Schwerkraft absenken und absetzen, und es ist daher wesentlich, daß sie unzerstört von dem Regenerator entfernt und dem Verdicker Γ ohne Pumpen zugeführt werden, wie es erwähnt wurde.
Bei Verwendung von Kalziumhydroxid ist die minimale Verweilzeit, die in dem Regenerator erforderlich ist, etwa 2 Minuten lang, und die maximale Verweilzeit, die erforderlich ist. beträgt 10 Minuten. Eine zusätzliche Verweilzeit erhöht die chemische Ausnutzung nicht und fordert das Verfahren nicht. Eine erhöhte Verweilzeit kann sogar einige Nachteile in bezug auf die Feststoffe aufweisen, die in der Reaktion gebildet werden. Die Verwendung von Kalziumoxid anstelle von Kalziumhydroxid ist unerwünscht, da Kalziumoxid nicht schnell mit Natriumbisulfit in der Regeneratorlösung reagiert. Die dürfte darauf beruhen, daß Natriumsulfit in der Lösung die Kalziumoxid-Reaktion behindert und die Verweilzeit des ausgefallenen Stoffes um einen Faktor von etwa 10 erhöht.
Es ist möglich, andere Chemikalien umzusetzen als gelöschten oder wasserhaltigen Kalk mit Natriumbisulfit, aber gelöschter Kalk reagiert schneller als ungelöschter Kalk (CaO) oder Kalkstein (CaCO3). Wenn andere Kalziumchemikalien verwendet werden, so müßten die Regeneratorgröße und die Verweilzeit in dem Regenerator erheblich erhöht werden.
Die Menge des Kalziumsalzes, das unter der Steuerung des pH-Meßgerätes 61 hinzugefügt wird, reicht aus. um den pH-Wert der Lösung in der unteren oder Regenerationszone des Regenerators R auf 7,9 —9,5 zu erhöhen, wobei der bevorzugte Wert bei 8.3 liegt. Der pH-Wert darf 9,5 nicht überschreiten, da die Ausnutzung des Kalziums oberhalb dieses pH-Wertes nachläßt. Wenn zu viel Kalziumhydroxid hinzugefügt wird und der pH-Wert über 12 gesteigert wird, reagiert das Kalziumhydroxid nicht und wird durch den Verdicker T hindurchgeführt und durch den Rotationsfilter Fausgefiltert und verworfen. Bei dem erfindungsgernäßen Verfahren wird Kalzium stöchiometrisch verwendet, und es ergibt sich kein Abfall von Kalziumhydroxid.
Übriges Verfahren
In dem Verdicker Tsetzen sich die großen Flocken, die durch die Leitung 62 eintreten, ab und bilden einen konzentrierten Schlamm aus ausgefälltem Kalziumsulfit, Flugasche und etwas Natriumsalzlösung. Dieser Schlamm wird von der Bodenwanne des Verdickers durch eine Verdicker-Unterstrompumpe 64 an die Leitung 26 abgegeben, die zu dem Filter F fuhrt, der später erläutert werden soll. Die Steuerung 65 mißt das spezifisehe Gewicht des Schlammes. Die Unterstrompumpe 64 ist eine luftbetätigte Zwangsverdrängung-Membranpumpe, deren Frenquenz durch einen Modulator 66 geändert werden kann, so daß der Strömungsdurchsatz zu den Rotationstrommel-Filtern F einstellbar ist. Die Steuerung 65 liefert ein Signal 65a. und der Pumpen-Modulator 66 liefert ein Signal 66 a zur Steuerung der Füter-Rückspülung, wie später genauer erläutert werden soll. Der Überlauf aus dem Verdicker Γ, der Natriumsulfit und Natriumsulfat in Lösung enthält, jedoch keine Ausfällungen und Flugasche aufweist, wird durch die Leitung 28 abgeführt und einem Speicherbehälter HT zugeführt. Das Filtrat tritt weiterhin in den Speicherbehälter aus der Leitung 36 ein. Die Speicherbehälterlösung enthält die zuvor erwähnte Extraktionslösung, die unter Umständen über die Leitung 30 in deD Mischer M über-
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Ein Rührwerk 68 befindet sich in dem Speicherbehälter HT für rückgeführte Flüssigkeit und verhindert, daß Feststoffe, die von dem Verdicker oder von dem Rotationstrommel-Filter F eingetreten sein können, am Boden des Speicherbehälters abgelagert werden. Bei normalem Betrieb ist das Rührwerk 68 nicht erforderlich, jedoch ist es als Sicherheitseinrichtung vorgesehen, da es möglich ist, daß ein Filtertuch eines der Rotationstrommel-Filter F reißen kann, so daß Feststoffe in die Rückführ-Leitung 36 und damit in den Speicherbehälter HT eintreten. Das Rührwerk 68 verhindert, daß sich diese Feststoffe in dem Behälter ablagern.
Eine weitere Sicherheitseinrichtung besieht in einem Polierfilter zwischen dem Speicherbehälter HT und dem Mischer M. Eine Flüssigkeits-Rückführ-Pumpe 70 zieht regenerierte Extraktionslösung aus dem Speicherbehälter HT ab und leitet sie über eine Leitung 72 zu dem Polierfilter PF. Der Polierfilter PF ist ebenfalls ein im Handel erhältlicher Filter, der ein schematisch mit 74 bezeichnetes Sieb enthält, und der Feststoffe entfernt, die durch den Filter hindurchgeführt werden, bis das Sieb derart verstopft ist, daß keine weitere Flüssigkeit hindurchgepumpt werden kann. Wenn diese Verstopfung eintritt, wird ein Rückspülsystem in Gang gesetzt, wobei Rückspülwasser von einer Wasserquelle 76 unter dem steuernden Einfluß eines Ventils 78 das Filter-Sieb 74 im Rückstrom wäscht und den zurückgespülten Schlamm über eine Leitung 80 zu dem Rotationstrommel-Filter F zurückführt. Die Leitung 80 ist gestrichelt dargestellt, damit erkennbar ist, daß sie sich während des Normalbetriebes nicht in Gebrauch befindet. Auf diese Weise können Feststoffe, die einen Weg ru dem Flüssigkeits-Speicherbehälter //Fgefunden haben, schließlich zu den Rotationstrommel-Filtern Fzurückgeführt und aus der Lösung zusammen mit den üblichen Abfallfeststoffen entfernt werden. Der Vorteil dieses Merkmals besteht darin, daß ohne diese Maßnahme im Falle eines gerissenen Filtertuches in einem Rotationstrommel-Filter F KaI-ziumsulfit zu dem Gaswäscher zurückgeführt werden könnte und sich dort ablagern könnte.
Aufbereitungs wasser
Wie zuvor erwähnt wurde, geht einiges Wasser in dem System durch Verdampfung und in dem Gaswäscher S verloren und wird durch die Austritts-Leitung 16» als Dampf abgeführt. Obwohl einiges Waschwasser dem System in dem Rotationstrommel-Filter F durch die Lei-
tung 32 zugeführt wird, kann dies unter Umständen unzureichend sein, um den Wasserspiegel in dem System aufrechtzuerhalten. Dementsprechend ist die Aufbereitungswasser-Leitung 38 an dem Speicherbehälter HT vorgesehen. Diese Leitung ist mit einem Steuerventil 82 versehen, das durch eine Wasserspiegelsteuerung in dem Speicherbehälter HT, wie etwa ein Schwimmersystem 84, gesteuert wird. Das Aufrechterhalten der Flüssigkeit in dem Speicherbehälter auf einem vorbestimmten Pegel führt automatisch zu einem Ausgleich von Wasserverlusten in dem System, die noch nicht anderweitig ausgeglichen sind.
Verdicker
Der Verdicker Tist in der Praxis ein Ablagerungsbehälter, der bewirkt, daß die flockigen Kalziumsulfitausfällungen und die Flugasche in der Lösung, die in dem Regenerator R überläuft, am Boden abgesetzt wird, so daß ein verdichteter Schlamm aus Ausfallungen. Natriumsalzlösungen und Flugasche im unteren Bereich des Verdickers gebildet wird.
Der Verdicker ist schematisch in Fig. 2 dargestellt, ist jedoch als solcher für eine Verwendung in Abwasserbehandlungsanlagen für primäre und sekundäre Ablagerungsvorgänge mit einem Zustrom für Wasser und suspendierten Feststoffen bekannt. Der Verdicker T umfaßt einen zylindrischen Behälter 94 mit großem Durchmesser und geringer Höhe, der einen engen, konischen Boden 96 und in der M itte eine Wanne oder einen Sumpf 98 aufweist. Ein langsam rotierender Rechen 100 bewegt die Ausfallungen und Flugasche nach unten in Richtung des konischen Bodens 96 des Verdickers zu dem Sumpf 98. v&n wo aus sie als konzentrierter Schlamm durch die Unterstrompumpe 64 abgeführt werden. Es hat sich gezeigt, daß. wenn sich einmal der erwähnte Schlamm in dem Verdicker gebildet hat. dieser zu den Filtern ohne nachteilige Einflüsse auf die Filterwirkung für die Kalziumsulfit-Ausfällungen gepumpt werden kann.
Der Verdicker weist eine zylindrische Trennwand 104 und eine ringförmige Zwischenwand 106 zur Erhaltung von ungestörten Verhältnissen in der Überlaufrinne 102 auf. Die feststofffreie Natriumsalzlösung bewegt sich aufwärts in dem Verdicker zur Außenseite der Trennwand 104 mit einem Durchsatz von 16,9 l/min/m2, bezogsn auf den Verdickerquerschnitt, und erreicht den oberen Bereich des Verdickers, der eine Quelle für feststofffreie, regenerierte Extraktionslösung darstellt. Diese Natriumsulfii-Natriumsulfat-Lösung überströmt die Oberseite des Verdicker-Behälters 94 in Richtung der Überlaufrinne 102. von der aus sie in das System über eine Leitung 28 zurückgeführt wird, die zu dem Speicherbehälter HT führt.
Filter
Der verdichtete Schlamm von Kalziumsulfitausfällungen in einer Natriumsulfit-Natriumsulfat-Flüssigkeit, und die Flugasche, die durch das System zu dem Verdicker-Sumpf 98 gelangt sind, werden durch die Verdicker-Unterstrompumpe 64 durch die Leitung 26 zu einer der Rotationsfiltereinheiten überführt, die allgemein mit F bezeichnet sind. Jede Einheit umfaßt einen Einlaufbehälter 110, in den (eilweise eine wasserbespülte, sioffüberzogene Rotationsfiltertrommel 112 eintaucht, auf der sich der Filterkuchen bildet. Das Filtrat wird vom Inneren der Trommel üblicherweise an einem oder beiden Enden der Trommel abgezogen. Rotationsfilter dieser Art sind bei chemischen Verfahren bekannt, und Einzelheiten sind für die Erfindung nicht wesentlich.
Der feuchte Filterkuchen aus Kalziumsulfit (CaSO3) und Flugasche bildet sich auf der äußeren Oberfläche der RotationsfUtertrommel 112 und wird in herkömmlicher Weise abgeschabt und einem Verteilförderer 114 zur Ver-Wendung als Abfailfeststoff zugeführt.
Ein Rührwerk 116 verhindert, daß sich Feststoffe in dem Filter-Einlaufbehälter 110 ablagern.
Das Filtrat wird durch den Filterstoff vom Inneren der Rotationsfiltertrommel 112 über eine Leitung 118 abgesaugt und tritt in einen unter Unterdruck stehenden FiI-trat-Aufnahmebehälter 120 ein. Dieser Aufnahmebehälter ist über eine Leitung 122 mit einer Filter-Saugpumpe 124 verbunden, die Luft von dem Filtrat abtrennt und durch die Leitung 34 einem nicht gezeigten Dämpfer zuführt. Das Filtrat wird aus dem Aufnahmebehälter 120 mit Hilfe einer Filtrat-Rücklaufpumpe 126 der Filtratleitung 36 zugeführt. Daher wird regenerierte Extrakuonslösung mit einem pH-Wert von 8 — 9 (Filtratleitung 36) gemischt mit regenerierter Extraktionslösung aus dem
Verdicker-Überlauf (Leitung 28) und tritt in den Speicherbehälter HT ein, der zuvor erläutert wurde. Keine dieser Lösungen enthält im Normalfalle nennenswerte Bestandteile an Kalziumsulfhausfallungea oder Flugasche.
Ein Wasserspülsystem ist an der Filtertrommel vorgesehen, durch das einige der Natriumsalze, die mit den Abfallfeststoffen abgetrennt worden sind, in den Einlaufbehälter 110 zurückgespült werden. Nur eine kontrollierte Menge der Salze darf den Filter verlassen, wie im folgenden erläutert werden soll. Zu diesem Zweck wird das Wasser in der Leitung 32 durch ein Ventil 130 gesteuert, das durch eine Steuereinheit betätigt wird, die schematisch dargestellt und mit 132 bezeichnet ist und die Menge der Lösung steuert, die in den Einlaufbehälter 110 zurückgespult wird.
Lösungskontrolle
Während des Gaswasch vorganges oxidiert ein Teil des Natriumsulfits in der Waschflüssigkeit zu Natriumsulfat, und diesem Zuwachs an Natriumsulfat entspricht eine Abnahme der aktiven Chemikalie, nämlich des Natriumsulfits. Die Oxidationsreaktion läuft wie folgt ab:
2 Na2SOj + O2 - 2Na2SO4
Natriumsulfat, das sich einmal gebildet hat, reagiert nicht mit Schwefeldioxid und ist daher in diesem System inert. Zur Aufrechterhaltung einer konstanten Natriumsulfatkonzentration in der Lösung und um zu verhindern, daß sich zu viel Natriumsulfat auf Kosten von Natriumsulfit bildet, wird einiges Natriumsulfat kontinuierlich von dem System abgezogen. Da der Rotationstrommelfilter eine Flüssigkeit filtert, die Natriumsulfat, Natriumsulfit und etwas Natriumbisulfit enthält, ist dies der bevorzugte Ort für die Abnahme von Natriumsulfat. Der
S5 Verlust von Natrium in dem System aufgrund dieser Abzieh ung wird ausgeglichen durch Zugabe von Natriumkarbonat in dem Mischer Λ/, wodurch die Natriumsalze in dem Mischer in Form von Natriumsulfit wieder aufgefüllt werden. Die feuchten Abfallfeststoffe können einige Natriumsalze mitnehmen, wenn sie an den Förderer 114 abgegeben werden. Um den Verlust an Natriumsulfil, das die reaktive Chemikalie in dem System darstellt, auf einem Minimum zu halten, ist das Verhältnis von Natriumsulfat zu Natriumsulfit in der Lösung sehr hoch zu Gunsten des Natriumsulfats. Wenn daher Flüssigkeit mit den Abfallfeststoffen entfernt wird, so handelt es sich überwiegend um Natriumsulfat. Beispielsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorzugsweise eine Gaswaschflüssigkeit verwendet, die 15 Gew.-% Natriumsulfat, 3,3 Gew.-% Natriumsulfit und 3,1 Gew.-% Natriumbisulfit enthält.
Das Ffltsrtrommel-Spülsystem wird derart betätigt, daß es die Natriumsulfatverluste auf die Geschwindigkeit der Bildung des Natriumsulfats entsprechend der Realt tion (J) begrenzt. Dies wird erreicht durch Einstellung des Spülwasser-Ventils 130 in einer Weise, die gewährleistet, daß gerade genügend Flüssigkeit in den Einlaufbehälter 110 zurückgespült wird, um die Konzentration in dem Mischer M auf dem ausgewählten Wert zu halten. Das Steuerungsprinzip ist das Folgende: Es sei angenommen, daß die Menge der von dem Filter F zurückgeschickten Flüssigkeit in dem Filterkuchen proportional zu der Menge der Feststoffe in dem Kuchen ist. Die !5 letztere Menge kann betrachtet werden als Funktion der Schlammabgabegeschwindigkeit der Verdicker-Unterstrompumpe 64 (Signal 66a) und der Schlammdichte (Signal 65a). Die Oxidations-Reduktions-Sonde in der Steuerung 50 des Mischers liefert ein Signal 50 c, das das Suifat/Suifit-Verhältnis in dem Mischer M repräsentiert. Diese Signale 50c, 65a und 66a werden durch die Steuereinheit 132 des Ventils 130 aufgenommen und stellen das Ventil 130 derart ein, daß eine ausreichende Menge von Flüssigkeit in den Einlaufbehälter 110 zurückgespült wird, um die Zusammensetzung in dem Mischer M auf dem gewünschten Wert zu halten, eine sehr kleine Menge Natriumsulfit wird mit den Abfallfeststoffen entfernt, jedoch wird dies im Mischer M ausgeglichen, wie es oben erläutert wurde.
Flugasche-Filterwirkung
Wie erwähnt wurde, ist. es wesentlich, daß keine Kalziumsalze in der Filier-Leiiur-g 24 zu dem Mischer 20 zurückgeführt werden und schließlich in den Gaswäscher 12 zusammen mit der Primärextraktionslösung über die Leitungen 30 und 14 gelangen. Dies beruht darauf, daß Kalziumsalzausfällungen Ablagerungsschichten bilden, die dazu führen können, den Gaswäscher 12 zu verstopfen und dessen Wirksamkeit zu beeinträchtigen. Selbst wenn die großen Kalziumsulfitflockenan den Behälter 90 bei dem erfindungsgemäßen Verfahren abgegeben werden, ohne daß ein Filterhilfsmittel wie Flugasche hinzugelangt, ist die gefilterte Ausfällung thixotrop und bestrebt, bei der Behandlung flüssig zu werden. Wenn sich doch Flugasche in dem Schlamm befindet, der in den Filter eintritt, so erleichtert sie eine vollständigere Entwässerung der Abfallfeststoffe. Es ist beim Filtern bekannt, Diatomeenerde oder ähnliche Materialien als Filterzusätze zuzugeben. Da jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren relativ große Mengen von Feststoff gefiltert werden, wären derartige Filterzusätze kostspielig. Da sich jedoch gezeigt hat, daß Flugasche, wie sie sich in dem Rauchgasstrom befindet, ein ausgezeichnetes Filterhilfsmittel darstellt, wird sie weder in dem in den Gaswäscher 12 eintretenden Rauchgas noch in diesem Gaswäscher selbst entfernt, sondern durch den Gaswäscher, den Mischer M, den Regenerator R und den Verdicker Tzn dem Filter F hindurchgeführt und als ausgezeichnetes Filterhilfsmittel verwendet. Da Flugasche von Artfang an in dem in das System eintretenden Gasstrom vorhanden ist, erhöht ihre Verwendung als Filterhilfsmittel die Kosten des Verfahrens nicht. Daher ist kein Abscheider in der Rauchgas-Leitung 10 vorgesehen, die in den Gaswäscher 12 eintritt, und sofern ein derartiger Abscheider oder dergleichen vorgesehen ist, muß er mit geringer Wirksamkeit betrieben werden, damit ein großer Teil der Flugasche in den Gaswäscher eintritt, in dem er von dem Gasstrom getrennt wird. Es werden ebenfalls keine Versuche unternommen, die Flugasche zu entfernen, die durch das= Schwefeldioxid-angereicherte Extrakt E mitgenommen wird, das in dem Gaswäscher gebildet wird. Ferner ist kein System zur Entfernung der Flugasche in der Anlage zwischen dem Gaswäscher und den RotationsfiUern F vorgesehen. Im einzelnen hat sich gezeigt, daß in der das Rauchgas in den Gaswäscher leitenden Leitung 10 in dem Gasstrom ein Anteil an Flugasche von wenigstens 10,6 Körner pro Nonnkubikmeter (Nm3) des Gases vorhanden sein sollte.
Bei Anlagen, bei denen der verschmutzte Gasstrom keine Flugasche oder teilchenförmige Materie enthält, sollten bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Flugasche oder andere Filterhilfsstoffe in den Reaktor R zugesetzt werden, so daß sie in die Kalziumsulfitausfällung gelangen, bevor sie den Rotationsfilter F erreichen. Die zugesetzten Teilchen erhöhen zugleich die Sedimentationsgeschwindigkeit der Kalziumsulfitausfällung in dem Verdicker T.
Wenn die Flugasche auf diese Weise in die Rotationsfilter F eintritt, sammelt sich Kalziumsulfitausfällung, vermischt mit Flugasche, auf der äußeren Oberfläsche der Rotationsfiltertrommel 112 und wird als Abfallfeststoff abgeführt.
Verfahrensbeispiel
Die Leitung 14 zur Versorgung des Gaswäschers mit Flüssigkeit weist vier Zweigleitungen 14a—14 d nach dem Verlassen der Umwälzpumpe 48 auf, durch die die vier Gaswäscher Sa-Sd einzeln versorgt werden. Die Unterstrom-Leitungen 15a—lSrfdes Gaswäschers, die von den vier Gaswäschern ausgehen, führen den Extrakt zu dem Mischer M über die Leitung 15 aufgrund der Schwerkraft. Die Leitungen 15a- 15a"könnten auch einzeln in den Mischer M eintreten. Bei dem vorliegenden Beispiel behandeln zwei der vier Gaswäscher jeweils 2270 m3/min Rauchgas. Die anderen beiden Gaswäscher behandeln jeweils 1135m3/n>in Rauchgas. Der Gaswäscher-Zufuhrfiüssigkeitsdurchsatz durch die beiden Zweigleitungen der Leitungen 14a -14a", die zu dem ersteren Gaswäscher führen, beträgt jeweils 850 g/min und für das andere Gaswäscherpaar jeweils 450 g/min.
Die Einlaßtemperatur des verschmutzten Gasstroms durch die Leitung 10 zu allen Gaswäschern beträgt 2000C. Die Auslaßtemperatur des Gasstromes aus den Gaswäschern vor der Rückerhitzung (Leitungen 16a — \6d) beträgt 65°C. Die einzelnen Gaswäscher-Rückerhitzer 40 heben die Gastemperatur auf 1000C an, bevor das Gas in die Saugzuggebläse 42 und die Kamine abgegeben wird. Jeder Gaswäscher weist seinen eigenen Rückerhitzer 40 und sein eigenes Saugzuggebläse 42 auf.
Die Gaswäscher arbeiten alle bei einer Druckdifferenz von 38 cm Wassersäule zwischen dem Einlaßflansch des Venturi-Gaswäschers 12 und dem Ausgang aus dem Zyklontrenner 13 vor dem Rückerhitzer 40.
Die Waschflüssigkeit in dem Mischer M enthält 3,3 Gew.-% Natriumsulfit, 3,1 Gew.-% Natriumbisulfit und 15 Gew.-% Natriumsulfat, sie hat einen pH-Wert von 6,3. Der Gaswäscher-Unterstromextrakt E wird durch Schwerkraft zu dem Mischer M über die Leitung 15 überführt. Im allgemeinen ist der pH-Wert geringfügig, jedoch nahezu unmerklich abgefallen und die chemische Zusammensetzung hat sich geringfügig geändert gegenüber der Primärextraktionslösung oder Waschflüssigkeit in der Leitung 14, da die absorbierte Schwefeldioxidmengc im Vergleich zu der Menge an verfügbarem Natrium-
sulfit in der Primärextraktionslösung oder Waschflüssigkeit gering ist.
Die Eingangskonzentration des Schwefeldioxids in dem Rauchgas in der Leitung 10 beträgt etwa 1800 ppm, und die Ausgangskonzentration jeder der Leitungen 16a —16 d liegt zwischen I SO ppm und 400 ppm, jeweils bezogen auf das Volumen, in Abhängigkeit von dem genauen Verhältnis des Natriumsulfits zu dem Natriumbisalfit in der Waschlösung.
Die Umwälzpumpe 48 pumpt insgesamt 2994 g/min in die Leiiung 18. 2600 g/min dieses Durchsatzes werden über die Leitung I^ den vier Gaswäschern zugeführt. Etwa 394 g/min gelangen durch das Ventil 22 als Flüssigkeit in die Leitung 20 zur Regeneration.
Der Mischer M hat 4,2 m 0 und ist 2,1 m tief. Der Regenerator-Behälter 90 hat einen 0 von 2,4 m und eine Tiefe von ebenfalls 2,4m. Die Rührschraube 46 des Mischers M hat 3,75 kW, und das Rührwerk des Reaktors R hat ebenfalls 3,75 kW. Der Kalk ist gespeichert in zwei Speichersilos von 16.8 m Höhe und 4,5 m 0 und wird durch Leitungen 57,57a dem kleineren Trichter 56 zugeführt, der 1,5 χ 1,5 m Kantenlänge und eine Höhe von 3,75 m aufweist. Der Kalk wird durch einen Schraubenförderer 58 mit 24 cm auf den Waagen-Bandförderer 59 überführt, der den Kalk beim Fördern kontinuierlich wiegt.
Der Überlauf aus dem Regenerator R in die Leitungen 62 von 400 g/min wird an den Verdicker Γ überführt, der 10,5 m im Durchmesser und 1,8 m in der Tiefe entlang der geraden Seitenwand des Behälters 94 sowie 2,5 m Tiefe bis zu dem konischen Boden aufweist. Der Verdicker T ist mit einem langsam laufenden Rechen 100 versehen, durch den die abgelagerten Feststoffe zu dem mittleren Entnahme-Sumpf 98 gefördert werden. Der Verdicker gibt über seinen Überlauf 132 g/min über die Leitung 28 an den Speicherbehälter HT ab, der 2,1 m 0 und 2,1 Tiefe aufweist und mit einem Rührwerk 68 von 0.75 kW versehen ist.
Die Pumpe 70 zur Rückführung der Flüssigkeit ist in der Lage, einen Strömungsdurchsatz zu fördern, der dem höchsten Strömungsdurchsatz entspricht, der an Flüssigkeit unter allen Bedingungen zur Regeneration durch die Leitung 20 gefördert werden kann. Der Polierfilter PFist derart konstruiert, daß er denselben Strömungsdurchsatz aufnehmen ';ann. Polierfilter sind derart unterschiedlich aufgebaut, daß ihre Abmessungen unwesentlich sind, jedoch beträgt der Strömungsdurchsatz, für den dieses Element der Anlage vorgesehen ist, 500g/min im Maximalfalle. Der Polierfilter PF entnimmt alle teilchenförmige Materie bis hinab zu einem Durchmesser von 5 pm. Der Verdicker-l'nterstrom oder die Bodenflüssigkeit wird mit 268 g/min durch die Leitung 26 mit Hilfe der luftbetä-
tigten Membranpumpe 64 abgeführt, deren Frequenz mit Hilfe des Modulators 66 zur Einstellung des Durchsatzes der Schlammabgabe an die Filter F variiert werden kann. Drei Rotationstrommelfilter F werden in paralleler Anordnung verwendet, und ihre Trommeln haben einen Durchmesser von 1,8 m bei einer Länge von 2,4 m. Die Filtrat-Aufnahmebehälter 120 haben jeweils 0,9 m Durchmesser und 1,2 m Höhe. Die Saugpumpen 124 haben jeweils 18,75 kW.
Bei diesem Beispiel ergeben sich folgende Verbrauchsund Produktionsraten für das Verfahren:
Natriumkarbonat (Leitung 21) 267 kg/h
Wasserhaltiger Kalk (Leitung 24) 1280 kg/h
Gesamtmenge des Aufbereitungswassers
15 (inkl. Filterwaschung) (Leitungen 38 und
32) 28 500 kg/h
Feuchte Abfall feststoffe 7 270 kg/h
Gesamirauchgaseintriu 412000 kg/h
Gesamtproduktionsmenge
20 CaSQj - 2 H2O {Abfallfeststoffe) — · '" "ei *·
Gesamtmenge der gesammelten Flug
asche (Abfallfeststoffe) 1210 kg/h
Gesamtmenge der nicht gesammelten
Flugasche 33,6 kg/h
Gesamtmenge des gesammelten SO,
(Gaswäscher) 1170 kg/h
Gesamtmenge des nicht gesammelten
SO, 81 kg/h
Da die Lösungen des Gaswaschsystems sauer sind, besteht der Gaswaschbereich des Systems normalerweise aus korrosionsbeständigen Materialien einschl. nichtrostendem Stahl und Fiberglas. Die Gaswäscher S bestehen normalerweise aus nichtrostendem Stahl. Der Behälter des Mischers M besteht aus nichtrostendem Stahl oder Fiberglas. Die Umwälzpumpe 48 besteht entweder aus nichtrostendem Stahl oder aus gummibeschichtetem Stahl. Die zugehörigen Rohrleitungen bestehen insgesamt aus gummibeschichtetem oder nichtrostendem Stahl Wenn die Lösung einmal in den Reaktor R abgegeben ist, kann Flußstahl für den Rest der Anlage verwendet werden. Der pH-Wert steigt unmittelbar über 8,0, wenn wasserhaltiger Kalk zu dem Reaktor hinzugefügt wird, und Flußstahlbehälter und Rohre rexhen aus, solange der pH-Wert der Lösungen größer als 7 ist.
Dies fuhrt selbstverständlich zu erheblichen Materialkosteneinsparungen im Regenerationsbereich des Gaswaschsystems. Die gesamte verbleibende Einrichtung kann aus Flußstahl bestehen, und zwar bis hin und einschließlich des Rückflüssigkeits-Speicherbehälters HT und des Polierfilters PF, die die leicht alkalische Lösung zu dem Mischer M zurückführen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Entfernen von gasförmigem Schwefeldioxid aus einem Gasstrom, bei dem man
a) das Schwefeldioxid in einer Gas-Flüssigkeits-Kontaktbehandlungseinrichtung mit Natriumsurfit in einer leicht sauren Primärextraktionslösung reagieren läßt, die zugleich Natriumsulfat und etwas Natriumbisulfit enthält, wobei eine saure Extraktionslösung mit einem erhöhten Anteil an Natriumbisulfit entsteht;
b) den Extrakt von der Kontaktbehandlungseinrichtung abzieht und in einem Mischer mit einer alkalischen, feststofffreien Extraktionslösung mischt, die Natriumsulfit und Natriumsulfat enthält, wobei die leicht saure Primärextraktionslösung gemäß Schritt a) entsteht;
c) einen kleineren Teil einer der Lösungen gemäß Schritt .2) mit Kalziumhydroxid in einem Regenerator «ansetzt, der bei einem pH-Wert von 7,9 bis 9,5 arbeitet, und das Natriumbisulfit in Natriumsulfit umwandelt, eine Mischung aus unlöslicher Kalziumsulfitausfällung in der entstehenden, regenerierten Extraktionslösung bildet und die KalziumsulfitausfaHung in dem Regenerator flockig werden lä&t; und
d) die KalziumsulfitausfaHung aus der Mischung als Abfallfeststoffe abfiltriert und die feststofffreie, regenerierte Extraktionslösung gemäß Schritt b) als Filtrat gewinnt, dadurch gekennzeichnet.
e) daß man die Mischung aus Kalziumsulfitnocken und Lösung wls Überlauf von der Oberseite des Regenerators ruhig blaufen läßt; und daß man die Mischung nur durch Schwerkraft zu einem Ablagerungsverdicker zur Bildung eines verdichteten Schlammes der KalziumsulfitausfaHung führt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sulfitlösung vom oberen Bereich des Verdickers getrennt als eine weitere Quelle für feststofffreie, regenerierte Extraktionslösung abzieht und diese Lösung zusammen mit dem Filtrat gemäß Schritt d) zu dem Mischer zurückführt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösungen aus dem Verdicker und dem Filter einem mit Rührwerk versehenen Speicherbehälter zuführt und daß man die Lösung aus diesem Speicherbehälter durch einen Polierfilter zu dem Mischer pumpt.
. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Flugasche zur Verbesserung der Filterwirkung in die in den Filter eintretende Flüssigkeit eingeleitet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Flugasche aus dem Gasstrom in den Gaswäscher abgezogen und zusammen mit dem Extrakt gemäß Schritt b) abgeführt wird und daß die Flugasche durch den Regenerator gemäß Schritt c) den Verdicker gemäß Schritt f) und den Filter gemäß Schritt d) hindurchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung in dem unteren Bereich des Regenerators zur Beschleunigung der Reaktion umgerührt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von gasförmigem Schwefeldioxid aus einem Gasstrom, wie Rauchgas von Kraftwerken oder aus anderen Verfahrensquellen, wie es im einzelnen im Oberbegriff des Hauptanspruchs wiedergegeben ist.
Die US-PS 3542511 beschreibt ein System zum Entfernen von Schwefeldioxid aus Abgasen. Nach dieser Lehre werden Rauchgase, die Schwefeldioxid und Flugasche enthalten, in einem Gaswäscher eingeführt, 3n den
ίο eine wäßrige Lösung aus Natriumbisulfit and Natriumsulfit eingeleitet wird. Die auftretende Reaktion mit dem Schwefeldioxid erhöht den Anteil an Natriumbisulfit, wobei diese Lösung sowie das restliche Natriumsulfit und die Flugasche von dem Gaswäscher als Extrakt abgezo-
!5 gen werden. Ein Teil des Extraktes (Natriumbisulfit und Natriumsulfit) wird von dem Ausgang des Gaswäschers abgezweigt und mit einer Lösung aus Natriumkarbonat vermischt, die einen Teil des Natriumbisulfits in Natriumsulfit umwandelt, worauf diese Lösung wiederum durch den Gaswäscher hindurchgeführt wird. Der Rest des Extraktes aus dem Gaswäscher tritt in eine Einrichtung zur Entfernung der Flugasche ein, und das Filtrat aus Natriumsulfit- und Natriumbisulfitlösung wird mit einem abgezweigten Strom der Natriumkarbcnatlösung in einem Reaktor vermischt, so daß konzentrierte Natriumsulfitlösung entsteht. Diese wird mit Hilfe eines reduzierenden Gases ir.einem Ofen reduziert, so daß eine Natriumsulfidlösung entsteht, die mit Wasser vermischt und einem Karbonator zugeleitet wird. Hier reagiert Kohlendioxid mit der Natriumsulfidlösung, so daß die zuvor erwähnte Namumkarbonatlösung für die Reaktion mit dem Natriumbisulfit zusammen mit Schwefelwasserstoffentsteht, der in elementaren Schwefel umgewandelt wird.
Aus der GB-PS 5 01 840 ist ein Verfahren zum Entfernen von Schwefeldioxid aus Gasmischungen bekannt, gemäß dem das Schwefeldioxid in ein lösliches Sulfit und lösliches Bisulfit enthaltenden wäßrigen Lösung absorbiert wird, wonach die Lösung mit einpm Metalloxid, das ein unlösliches Sulfit zu bilden vermag, wie Kalziumoxid, behandelt wird, um ein unlösliches Sulfit zu bilden, das ausgefällt und von der Lösung abgetrennt wird. Dabei wird eine Vergrößerung der Kalziumsulfitkristalle angestrebt und die Mischung einem Ablagerungsverdicker zur Bildung eines verdichteten Schlammes zugeführt. Diese Verfahrensweise vermag insofern nicht zu befriedigen, als die Abtrennung des auch in dieser Weise behandelten unlöslichen Sulfits Schwierigkeiten bereitet, da eine Zerkleinerung der gebildeten Kalziumsulfitflocken auftritt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit dem es gelingt, die Abtrennung des Kalziumsulfits wesentlich zu erleichtern und ein Abpumpen des Schlammes als Bodenanteil des Verdickers zu einem Filter ohne nachteilige Wirkungen für die anschließende Bildung des Filterkuchens zu ermöglichen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß die Lösung dieser Aufgabe dadurch gelingt, daß man die
gebildete Kalziumsulfitsuspension durch Überlaufen langsam von der Oberseite des Generators ablaufen läßt und die Mischung lediglich unter der Einwirkung der Schwerkraft zu einem Ablagerungsverdicker zuführt.
Gegenstand der Erfindung ist daher das Verfahren gemäß Hauptanspruch.
Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen dieses erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich
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