DD142534A2 - VERFAHREN ZUR ABSORPTION UND ENDREINIGUNG SCHADSTOF&HALTIGER ABGASE - Google Patents
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Description
Verfahren zur Absorption und Endreinigung schadstoffhaltiger Abgase
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absorption und Endreinigung schadstoffhaltiger Abgase nach Patent 117 428, die außer leicht absorbierbaren gasförmigen Schadstoffen auch solche vor allem staub-
fÖrmige Verunreinigungen enthalten, die zu Vertrustungen und festen Ansätzen in Äbsorptionseinrichtungen neigen. Dazu gehören eine große Anzahl von staubhaltigen Abgasen, die in verschiedenen Industriezweigen mit unterschiedlichen Schadstoffzusammensetzungen und -mengen anfallen.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Zur Absorption und Endreinigung fluorwasserstoff- und/oder chlorwasserstoffhaltiger Abgase wurde in dem Hauptpatent 117 428 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem Wasser bzw. Dünnsäure als Absorptionsmittel im reinen Gegenstrom ohne .Plüssigkeitszwangsführung zum schadstoffhaltigen Abgasen geführt wird. Die Endreinigung dieser Abgase erfolgt in Absorptionskolonnen mit mehreren Regensiebböden, die freie Öffnungsquerschnitte von 25 bis 35 % besitzen und mit hohen Gasgeschwindigkeiten ar- · beiten· Selbst bei sehr geringen Flüssigkeitsbelastungen (bis ö,2 1/nr Gas) bilden sich unter die-
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sen Bedingungen stabile Sprudelschichten aus, die zu einem effektiven Stoffaustausch führen. Dieses Verfahren ist sehr vorteilhaft für solche schadstoffhaltige Abgase, die vor allem gut lösliche gasförmige Verunreinigungen, wie z. B. HCl oder HF, enthalten. Sobald aber zu Ansätzen neigende Schadstoffe wie z. B. grober wasserunlöslicher Stäub oder Siliziumtetrafluorid (SiF2,) im Abgas enthalten sind, ist das Verfahren nach DD-PS 117 nicht mehr anwendbar, da die Siebboden bei den geringen Flüssigkeitsbelastungen verstopfen. Nun wurde in den DD-PS 67408 und DD-PS 88078 ein Verfahren zur Absorption siliziumtetrafluoridhaltiger Abgase vorgeschlagen, daß mit Schlitzbodenkolonnen und sehr hohen Flüssigkeitsbelastungen mittels Flüssigkeitskreislauf arbeitet. Durch die
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sehr hohen Berieselungsdichten (30 bis 60 nr/m h) und die besondere Konstruktion der Schlitzboden wird neben dem Absorptionseffekt ein hoher Wasch- und Selbstreinigungseffekt erzielt, sodaß dieses Verfahren vor allem zur Grobreinigung SiF2,-haltiger Abgase, wie sie in der Düngemittelindustrie beim Aufschluß von Rohphosphaten entstehen, gut geeignet ist. Dieses Verfahren hat aber infolge der notwendigen Kreislauffahrweise des Absorptionsmittels und der dadurch entstehenden Rückvermischung den großen Nachteil eines relativ hohen Schadstoffdurchbruches nach der Absorption.
Für die Absorption von SiF2,-haltigen Abgasen wurde in der DD_PS 128 694 ein Verfahren vorgeschagen, bei dem in einer Schlitzbodenkolonneneinheit im Kolonnenunterteil konzentrierte Hexafluorokiesel-
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säure im Kreislauf gepumpt wird und im Kolonnenoberteil Schlitzboden mit Wasser nach dem Durchlaufprinzip ohne Kreislaufführung berieselt werden. Dieses Verfahren gemäß DD-PS 128 694 hat jedoch den Nachteil, daß eine schlechte Flüssigkeitsverteilung und -durchmischung auf den Böden erfolgt und daß im Unterteil der Kolonneneinheit ein sehr hoher Flüssigkeitskreislauf vom 50- bis 100-fachen Wert der Berieselung im Kolonnenoberteil erforderlich wird. Außerdem ist. dieses Verfahren nur zur Absorption von SiFz, geeignet, das infolge seiner sehr guten Wasserlöslichkeit und seines geringen Dampfdruckes über wässrigen HpSiFg-Lösungen gut absorbierbar ist.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, die genannten Mangel zu beseitigen und einen maximalen Wirkungsgrad auch für die Absorption und Endreinigung solcher schadstoffhaltigen Abgase zu erzielen, die außer leicht absorbierbaren gasförmigen Schadstoffen auch solche Verunreinigungen enthalten, die zu Verkrustungen und festen Ansätzen in Absorptionseinrichtungen führen können. Der Emissionswert dieser Schadstoffe soll dabei kleiner sein als 5 mg Schadstoff je nr Abgas.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Absorption und Endreinigung schadstoff-
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haltiger Abgase.zu schaffen, mit dem die Verkrustung der verwendeten Anlagen vermieden wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einer Endreinigungsstufe gemäß DD-PS 117 428, die im reinen Gegenstrom mit sehr geringen Flüssigkeitsbelastungen (0,05 bis 0,2 1/nr Abgas) arbeitet, eine Vorreinigungsstufe mit speziellen Regensiebböden vorgeschaltet und in dieser Stufe ein Flüssigkeitskreislauf für normale Flüssigkeitsbelastungen gesorgt wird· Dadurch können lösliche und benetzbare Schadstoffe jeglicher Art kontinuierlich bis zu einem Endgehalt von weniger als 5 mg/m Abgas absorbiert werden.
Weiterbin wurde gefunden, daß sich unter diesen Bedingungen auch in der Vorreinigungsstufe über speziellen Großlochsiebböden stabile Sprudelschichten bilden können, die außer einem guten Absorptionseffekt noch einen ausgezeichneten V/asch- und Selbstreinigungseffekt besitzen, wenn die Gasgeschwindigkeit im freien Querschnitt des Vorreinigers je nach der Sieblochgröße zwischen 2 und 3 m/s liegt· Es wurde gefunden, daß sich Regensiebböden mit großen freien öffnungsquerschnitten von 35~ bis 45 %t vorzugsweise 40 %, des Gesamtquerschnittes und großen Sieblochdurchmessern von 10 bis 20 mm bei normalen Flüssigkeitsbelastungen hervorragend zur Grob- bzw. Vorreinigung solcher schadstoffhaltiger Abgase eignen, die zu Verkrustungen bzw. festen Ansätzen neigen.
Außerdem wurde gefunden, daß sich nicht nur Regensiebböden mit kreisrunden Sieblöchern sondern auch ein Geflecht von Rundstäben mit quadratischen öffnungen mit einem freien Öffnungs-
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querschnitt von 35- "bis 45 $ des Gesaintquerschnittes ebenfalls gut für diesen Zweck eignen.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber dem Stand der {Technik bestehen darin, daß es durch diese Lösung möglich wird stark staubhaltige und zu festen Verkrustungen neigende Industrieabgase kontinuierlich bis zu hohen Bndreinheitsgraden von weniger als 5 mg Schadstoff je nrAbgas, die den Forderungen des Umweltschutzes entsprechen, zu reinigen. Der ökonomische Aufwand wird durch dieses effektive Verfahren, welches mit sehr wirksamen Sprudelschichten, hohen Gasgeschwindigkeiten und geringen Druckverlusten arbeitet, minimiert.
Ausführungsbeispiel
2000 nryh mit Wasserdampf gesättigtes schadstoffhaltiges Abgas v/erden über die Gasleitung 1 in die Vorreinigungsstufe 2 gesaugt. Das Abgas enthält 10 g/m^ Schadstoff in der Form von Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff, Siliziumtetrafluorid und Staub» Mittels Kreislaufpumpe δ werden über die Säureleitung 7 und 9 ständig 6 m-yh schadstoffhaltige Flüssigkeit im Kreislauf gepumpt. Durch diese Kreislaufflüssigkeit, die im Gegenstrom zum Abgas durch die Regensiebböden A abläuft und über diesen Böden stabile Sprudelschichten bildet, wird ein Vorreinigungs- und Wascheffekt erzielt wobei "13 kg/h der im Abgas enthaltenen Schadstoffe absorbiert werden. Die Eegensiebböden A besitzen einen freien Öffnungsquerschnitt von 40 % des Gesamtquerschnittes bei einer Bohrungsteilung von 1,5·
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Das vorgereinigte Abgas wird durch das Gebläse 4 über die Gasleitung 3 aus der Vorreinigungsstufe angesaugt und über die Gasleitung 5 in die Endreinigungsstufe gedruckt. Über die Absorptionsmittelzuführung 11 werden 200 "kg/h Wasser über dem obersten Regensiebboden B aufgegeben. Das Wasser bzw. die Dünnsäure, die durch die Absorption entsteht, wird im reinen Gegenstrom ohne Flüssigkeitskreislauf zum Abgas geführt· Über den Regensiebböden B, die einen freien Öffnungsquerschnitt von 30 % des Gesamtquerschnittes besitzen, bilden sich stabile Sprudelschichten, die eine Endreinigung des Abgases bis zu einem zulässigen Emissionswert von 5 mg Schadstoff je nr Abgas bewirken. Im Tropfenabscheider C werden mitgerissene ilüssigkeitströpfchen zurückgehalten. Über die Leitung D wird das gereinigte Abgas aus der Endreinigungsstufe 6 abgeleitet. * . .
Im Kolonnensumpf der Endreinigungsstufe läuft, kontinuierlich, die durch die Nachabsorption entstandene
1 %-ige Dünnsäure, durch die überlaufleitung 10 in die· Vorreinigungsstufe 2. Aus der Vorreinigungsstufe
2 werden über die Ablaufleitung 12 kontinuierlich 22 kg/h Schadstoffsuspension, die 20 kg/h Schadstoffe gemäß der Abgaszusaminensetzung enthält, ausgekreist.
Claims (2)
1. Verfahren zur Absorption und Endreinigung schadstoff haltiger Abgase gemäß Patent 117 428 in Kolonnen mit Regensiebböden über denen sich stabile Sprudelschichten bilden, gekennzeichnet dadurch, daß der Endreinigungsstufe gemäß Patent 117 428 mindestens eine Vorreinigungsstufe vorgeschaltet wird, die nach dem Rück-Vermischungsprinzip mit Flüssigkeitskreislauf bei maximal 50-f.acher Flüssigkeitsbelastung gegenüber der Endreinigungsstufe arbeitet und deren Regensiebböden einen freien Öffnungsquerschnitt von 35- bis 45 %, vorzugsweise 40 %, besitzen·
2· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Regensiebböden aus kreisrunden Sieblöchern mit versehen sind oder aus einem Geflecht von Rundstäben mit quadratischen öffnungen bestehen, deren Verhältnis, Teilung zu Lochweite zwischen 1,4 und 1,6, vorzugsweise bei 1,5 liegt und der Abstand von Lochmitte zu Lochmitte mindestens 15 mm beträgt.
. Hierzu 1 Seite Zeichnungen
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| FR2450629A2 (fr) | 1980-10-03 |
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