DD150737A2

DD150737A2 - Verfahren zur absorption und endreinigung schadstoffhaltiger abgase

Info

Publication number: DD150737A2
Application number: DD22062980A
Authority: DD
Inventors: Erich Baar; Siegfried Meinel; Werner Wondraczek
Original assignee: Erich Baar; Siegfried Meinel; Werner Wondraczek
Priority date: 1980-04-14
Filing date: 1980-04-14
Publication date: 1981-09-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absorption und Endreinigung schadstoffhaltiger Abgase nach Patent 142 534, die auszer leicht absorbierbaren gasfoermigen Schadstoffen auch solche, vor allem staubfoermige Verunreinigung enthalten, die zu Verkrustungen und festen Ansaetzen in Absorptionseinrichtungen neigen. Ziel der Erfindung ist es, durch ein effektives und kontinuierlich arbeitendes Absorptionssystem den Emissionswert solcher schadstoffhaltigen Industrieabgase auf die zulaessigen Werte, die oftmals kleiner als 5 mg/m&exp3! sind, abzulenken. Diese Aufgabe wurde prinzipiell so geloest, dasz der Endreinigungsstufe gemaesz Patent 142 534, die nach dem reinen Gegenstromprinzip ohne Fluessigkeitszwangsfuehrung arbeitet, eine Vorreinigungsstufe, die mit Fluessigkeitskreislauf arbeitet, vorgeschaltet wird. Vor- und Endreinigung der schadstoffhaltigen Abgase erfolgen mittels Durchlaufsiebboeden. Die Oeffnungsquerschnitte der groszlochigen Durchlaufsiebboeden liegen in der Vorreinigungsstufe ueber 60% des Gesamtquerschnittes, wodurch neben dem Absorptionseffekt ein sehr guter Wasch- und Selbstreinigungseffekt erzielt wird und sich ueber diesen Boeden keine stabilen Fluessigkeitsschichten ausbilden.

Description

- 1 Ti-feel der Erfindung

Verfahren zur Absorption und Endreinigung schadstoffhalt iger Abgase

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absorption und Endreinigung schadstoffhaitiger Abgase nach Patent ΛΗΧ, 53f ' die außer leicht

absorbierbaren gasförmigen Schadstoffen auch solche vor allem staubformige Verunreinigungen enthalten, die zu Verlcrustungen und festen Ansätzen in Absorptionseinrichtungen 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 chlorwasserstoffhaitiger Abgase wurde in der DD - PS 117 ^28 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem Wasser bzw* Dünnsäure als Absorptionsmittel im reinen Gegenstrom ohne Flüssigkeitszwangsführung zum schadstoffhaltigen Abgas geführt wird* Die Endreinigung dieser Abgase erfolgt in Absorptionskolonnen mit mehreren Durchlaufsiebboden, die freie Öffnungsquerschnitte von 25 bis 35 % besitzen, mit relativ hohen Gasgeschwindigkeiten und sehr geringen Flüssigkeitsbelastungen (bis 0,2 l/m Gas) arbeiten» Dieses Verfahren ist sehr vorteilhaft für solche schadstoffhaltige Abgase, die vor allem gut lösliche gasförmige Verunreinigungen, wie z# B_e HCl oder HF₁ enthalten»

·. 2 —

Sobald aber zu Ansätzen neigende Schadstoffe, wie z· B, grober wasserunlöslicher Staub im Abgas enthalten sind, ist das Verfahren nach DD - PS 117 ^28 nicht mehr anwendbar, da die Siebböden bei den geringen Fluss iglceits be lastungen und Öffnungsquerschnitten verstopfen.

Die bekannten technischen Lösungen, die mit größeren Flüssigkeitsbelastungen und Flüssigkeitsumlauf arbeiten, wie Füllkörper-, Bodenkolonnen oder Sprühtürme,, haben entscheidende Nachteile»

So neigen die bekannten Füllkörper- und Bodenkolonnen bei stark staubhaltigen Abgasen zu Verstopfungen« Außerdem haben sie bei größeren Gasgeschwindigkeiten einen relativ hohen Druckverluste Füllkörperkolonnen und Sprühtürme besitzen außerdem eine schlechte Flüssigkeitsverteilung über den gesaraten Kolonnenquerschnitt, was zu geringen Absorptionswirkungen führt. Das Patent DD - PS 137 191 arbeitet mit Durchlaufsiebboden, die einen großen freien Öffnungsquerschnitt von 30 bis 60 ^ besitzen, wobei Gasgeschwindigkeiten im freien Kolonnenquerschnitt von etwa 3 tn/s bis maximal 8 m/s erforderlich sind, um stabile Flüsaigkeitsschichten auf diesen Böden zu erhalten«, Diese Lösung hat entscheidende Nachteile σ Der verfahrensbedingt hohe Flüssigkeitsdurchsatz von 10 kg/m h. bis 250 000 kg/m h führt entweder bei einmaligem Durchlauf zu einem unvertretbar hohem Wasserverbrauch oder bei Kreislauffahrweise der Flüssigkeit zu geringen bzw« unzureichenden Endreinheiten der schadstoffhaltigen Abgase* Außerdem ist bei den extrem hohen Gasgeschwindigkeiten ein Mitreißen von Flüssigkeitströpfchen bzw« —nebeln aus der Kolonnen gegeben» Weiterhin führt der unter diesen Bedingungen auftretende starke Flüssigkeitsstau über den Durchlaufsiebböden zu sehr hohen Druckverlusten von etwa 30 bis 70 ram Wassersäule je Boden«,

Zur Absorption und Endreinigung schadstoffnaltiger Abgase nach de»} Haupt patent: 4^ soi wurde

ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Endreinigungsstufe mindestens eine Vorreinigungsstufe vorgeschaltet wird, die nach dem Rückvermischungsprinzip mit Flüssigkeitskreislauf bei maximal 50-facher Flüssigkeitsbelastung gegenüber der Endreinigungsstufe arbeitet und deren Regensiebböden einen freien Öffnungsquerschnitt von 35 besitzen»

Nachteilig wirkt sich der eintretende Druckverlust aus« Bei extrem stark staubhaltigen und zu festen Verkrustungen neigenden Industrieabgasen sind Ablagerungen, die zu Betriebsstörungen führen können, nicht immer vermeidbar»

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung 1st es, die genannten Mängel zu beseitigen und einen maximalen Wirkungsgrad auch für die Endreinigung solcher schadstoffhaltigen Abgase zu erzielen, die außer leicht absorbierbaren gasförmigen Schadstoffen zusätzliche Verunreinigungen enthalten, die zu Verkrustungen und festen Ansätzen in Absorptionseinrichtungen führen können» Der Emissionswert dieser Schadstoffe soll da—

3 bei kleiner sein als 5 mg Schadstoff je m Abgas·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einer Endreinigungsstufe gemäß Patenti Λ*\& S3^ die mit Durchlaufsiebboden bei einem freien Öffnungsquerschnitt von 25 bis 35 % und. sehr geringen Flüssigkeitsbelastungen (bis maximal 0., 2 l/m Gas) im reinen Gegenstrom arbeitet, mindestens eine Vorreinigungsstufe mit Flüssigkeitskreislauf vorgeschaltet wird und daß die Durchlaufsiebböden dieser Vorreinigungsstufe einen freien Öffnungs-

querschnitt von 60 - 80 % des Gesatnt querschnitt es der Kolonne besitzen. Es wurde gefunden, daß es ausreicht, in der Vorreinigungsstufe für eine gute Flüssigkeitsvertei— lung über den gesamten Kolonnenquerschnitt zu sorgen, um eine wirksame Vorreinigung ohne Verkrustungsgefahr in der Kolonne zu erreichen«. Erfindungsgemäß eignen sich Siebböden mit vorzugsweise kreisförmigen oder quadratischen Öffnungen mit einem freien Öffnungsquerschnitt von 60 80 $ sehr gut zur Flüssigkeitsverteilung über den gesamten Kolonnenquerschnitte Dabei bilden sich bei Gasgeschwindigkeiten zwischen 2 und 3 m/s vind einem Abstand der Lochmittelpunkte von 10 mm bis 50 mm auf diesen Böden keine Flüssigkeitsschichten aus, die zu gi-ößeren Druokverlusten führen wurden» Allein durch den Regen- und Verspritzungseffekt der genannten Durchlaufsiebboden wird eine ausreichende Vorreinigung der schadstoffhaltigen Abgase erreicht, wobei die Ablagerung von Feststoffen an den Böden verhindert wird» 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 ohne Betriebsstörungen bis zu hohen Endreinheitsgraden_f die den Forderungen des Umweltschutzes entsprechen, zu reinigen«* Der ökonomische Aufwand wird durch dieses effektive Verfahren, welches mit geringen Druckverlusten und relativ hohen Gasbelastungen arbeitet, minimiert·

Ausfüligungsbeis piel

S3000 nP/h mit Wasserdampf gesättigtes schadstoffhaltiges Abgas werden über die Gasleitung 1 in die Vorreinigungsstufo 2 gesaugt« Das Abgas enthält 10 g/m Schadstoff

in Form von Chlorwasserstoff, Fluorverbindungen und Feststoffen, Mittels Kreislaufpumpe 8 werden über die Säure— leitung 7 und 9 ständig 80 m /h schadstoffhaltige Flüssigkeit im Kreislauf gepumpt« Durch diese Kreislaufflüssigkeit, die im Gegenstrom zum Abgas durch die Durchlaufsiebböden A durchläuft und verteilt wird, erfolgt ein Vorreinigungs- und Wascheffekt, wobei 180 kg/h der im Abgas enthaltenen Schadstoffe absorbiert werden· Die Durchlaufsiebboden A besitzen einen freien Öffnungsquerschnitt von 65 % des Gesamtquerschnittes und die Gasgeschwindigkeit im freien Kolonnenquerschnitt beträgt 2,5 in/^si sodaß sich über den Großlochsiebböden keine Flüssigkeitsschichten ausbilden. Der Lochdurchmesser beträgt 20 mm. Das vorgereinigte Abgas wird durch das Gebläse h über die Gasleitung 3 aus der Vorreinigungsstufe angesaugt und über die Gasleitung 5 in die Endreinigungsstufe 6 gedrückt. Über die Absorptionsmittelzuführung 11 werden 2000 kg/h Wasser über dem obersten Durchlaufsiebboden B aufgegeben. Das Wasser bzw, die Dünnsäure, die durch die Absorption entsteht, werden im reinen Gegenstrom ohne Flüssigkeitskreislauf zum Abgas geführt. Über den Durchlaufsiebboden B, die einen freien Öffnungsquerschnitt von 30 % des Gesamtquerschnittes besitzen, bilden sich stabile Sprudelschichten, die eine Endreinigung des Abgases bis zu einem zulässigen Emissions-

wert von 5 mg Schadstoff je ra Abgas bewirken. Im Tropfenabscheider C werden mitgerissene Flüssigkeitströpfchen zurückgehalten.

Über die Leitung D wird das gereinigte Abgas aus der Endreinigungsstufe 6 abgeleitet.

Im Kolonnensumpf der Endreinigungsstufe 6 läuft kontinuierlich, die durch die Nachabsorption entstandene 1 $-ige Dünnsäure, über die Überlaufleitung 10 in die Vorreini— gungsstufe 2, Aus der Vorreinigungsstufe 2 werden über die Ablaufleitung 12 kontinuierlich 2200 kg/h Schadstoffsuspensionen, die 200 kg/h Schadstoffe gemäß der Abgaszusammensetzung enthält, ausgekreist.

Claims

Erfindungsanspruch

1· Verfahren zur Absoi-ption und Endreinigung schadstoffhaltiger Abgase gemäß Patent IHZsW in Kolonnen mit Durchlaufsiebboden, gekennzeichnet dadurch, daß das Verfahren aus einer Endreinigungsstufe gemäß Patent Ί11 £i<( und mindestens

einer Vorreinigungsstufe mit Flüssigkeitskreislauf besteht und daß die Durchlaufsiebboden der Vorreinigungs« stufe vorzugsweise kreisförmige oder quadratische Öffnungen mit einem freien Öffnungsquerschnitt von 60 80 $ des Gesamtquerschnittes der Kolonne enthalten»

2» Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Gasgeschwindigkeiten in der Vorreinigungsstufe zwischen 2 m/s und 3 m/s im freien Kolonnenquerschnitt liegen und der Abstand der Lochmittelpunkte 10 mm bis 50 mm beträgt, wobei auf den Durchlaufsiebboden der Vorreinigungsstufe keine Flüssigkeitsschichten entstehen«

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