DD224499A5 - Verfahren zur entfernung von schwefeldioxid aus abgasen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgasen durch Absorption in einer waessrigen, Adipinsaeureionen enthaltenden Loesung und Austreiben von Schwefeldioxid mit Dampf. Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten einfachen und wirtschaftlichen Verfahrens, mit dem wesentliche Investitions- und Energiekosten eingespart werden koennen. Erfindungsgemaess wird die Absorptionsloesung vor oder waehrend des Austreibens mit Dampf feste Adipinsaeure in einer solchen Menge zugesetzt, dass die gesamte Saeure bei der Stripptemperatur geloest wird. Nach dem Austreiben wird die Loesung auf eine Temperatur wesentlich unter der Absorptionstemperatur abgekuehlt, um feste Adipinsaeure auszufaellen, die abgetrennt und nach der Absorption, die mit einer nicht mit Adipinsaeure gesaettigten Loesung erfolgt, wieder zugesetzt wird.

Description

AP B 01 D/267 115/0 64 399/12
Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid aua Abgasen Anwendungsgebiet der Erfindung;
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgasen durch Absorption in einer wäßrigen Adipinsäureionen enthaltenden Lösung und Austreiben von Schwefeldioxid mit Dampf.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist aus früheren Veröffentlichungen bekannt, daß SO2 in wäßrigen Lösungen absorbiert werden kann, so daß sich hohe Konzentrationen ergeben, wenn absorbiertes S0„ in Form von Bisulfitionen an die Lösung gebunden wird, während die dabei freigesetzten V/asser st off ionen durch Anionenpuffer, die zur Bildung saurer Verbindungen vorhanden sind, neutralisiert werden. Bei einem Beispiel für solche Verfahren werden Gitrationen als Puffer verwendet, wobei die folgenden reversiblen Reaktionen ablaufen:
(1) SO2 + 2H2O -—* H3O+ + HSO3"
(2) H3O+ + HnCl(3"n)~—^ Hn+1Ci(2-n)- + H2O η = 0, 1 oder 2,
Bei einem aus den HO-PS Nr. 133 546 bekannten Verfahren wird der pH-Wert der Flüssigkeit mit Hilfe des Puffers so eingestellt, daß eine erwünschte hohe Bisulfitionenkonzentration in der Flüssigkeit selbst bei sehr niedrigen SOp-
Konzentrationen im einströmenden Gas erzielt wird. Nach der "Absorption wird die flüssigkeit zu einem anderen Reaktionsgefäß weitergeleitet, in dem das absorbierte SO- durch Austreiben (stripping) aus der Absorptionslösung mit Dampf entfearfc wird, wobei die Ab sorp ti ons reaktionen (1) und (2) umgekehrt werden. Dadurch wird die Absorptionslösung regeneriert, so daß sie für erneute Absorption genutzt werden kann, während das SCL-Dampf-Gemisch aus dem Stripper zuerst zu einem Kondensator zur Dampfkondensation geleitet wird und das verbleibende SO?-reiche Gasgemisch der Weiterverarbeitung von SOp zu S, HpSO. oder SO» ,j< unterzogen wird.
Auf Absorption/Austreiben rait Dampf basierende Verfahren der hier aufgeführten Art besitzen beträchtliche Vorteile gegenüber vielen konkurrierenden Verfahrensarten. Bei den Absorptions-Desorptions-Verfahren (absorption/stripping) werden nur Flüssigkeit und Gas im Kreislauf geführt, während es bei Verfahren, bei denen SO2 durch feststoffbildende Reaktionen oder durch Adsorption in chemisch aktiven Oberflächen aufgefangen wird, notwendig ist, große Feststoffmengen zu transportieren, und das bringt weit größere Probleme mit sich. Absorptions-Desorptions-Verfahren der genannten Art weisen jedoch den Nachteil auf, daß der spezifische Dampfverbrauch für das Austreiben (in Tonnen Dampf pro Tonne rückgewonnenes SO2) sehr hoch ist, wenn der S02-Gehalt im Gas sehr niedrig ist. Solch niedrige SOp-Konzentrationen treten beispielsweise in mit fossilen Brennstoffen betriebenen Wärmekraftwerken auf, wenn der Brennstoff einen niedrigen Schwefelgehalt aufweist. So ist es in der Praxis schwierig, unter 30 bis 50 Tonnen Dampf pro Tonne ausgetriebenes SO2 zu kommen, wenn der SO2-Gehalt im einströmenden Gas 1500 ppm (0,15 Vol.-Jo) beträgt. Bei einem Dampfpreis von 15 #/Tonne betragen allein die Dampfkosten 450 bis 750 £/Tonne SO2, während sich der Marktwert von SOp in) Vergleich dazu auf ungefähr 1/10 davon beläuft.
Wenngleich nicht erwartet werden kann, daß Verfahren zur Entfernung von SOp aus Abgasen von großen Kesselanlagen rentabel sind, ist es doch erstrebenswert, die im Zusammenhang mit dieser Gasreinigung auftretenden Kosten so weit als möglich zu senken. Eine Möglichkeit besteht dabei in der Senkung des Energieverbrauchs der Verfahren. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Gewinnung der in diesen Gasen vorhandenen Schwefelwerte für den Verkauf. Auf der Rückgewinnung von Schwefel basierende Verfahren besitzen außerdem den Vorteil, daß Kosten, die andernfalls für die Lagerung größer Mengen schwefelhaltiger Abfallstoffe anfallen, vermieden werden.
Ein Weg zur Verringerung des spezifischen Dampfverbrauchs bei den Absorptions-Desorptions-Verfahren besteht darin, die in dem Dampf von Stripper enthaltene Kondensationswärme zur Erzeugung neuen Strippdampfes (stripping steam) zu benutzen. Dabei wird ein Kondensator verwendet, in dem reines V/asser bei niedrigem Druck auf der Kühlseite verdampft wird. Dieser SOp-freie Dampf wird dann, z. B. durch einen Dampfstrahlejektor, auf einen Druck verdichtet, der für das Austreiben hoch genug ist. Solche Lösungen sind bekannt, erfordern aber beträchtliche zusätzliche Investitionen.
Weiterhin ist es auch bekannt, für die Reinigung von Gasen Adipinsäure einzusetzen.
US-PS 4 056 606 betrifft ein Verfahren für die Reinigung von Gasen mit Schwefelwasserstoffgehalt und, v/ahlweise Schwefeldioxidgehalt. In diesem Verfahren wird Schwefelwasserstoff durch Behandlung mit Schwefeldioxid in Gegenwart mehrerer verschiedener organischer mehrbasiger Säuren, unter anderem Adipinsäure und mehrerer Säuren, die nicht bei dem vorliegenden Verfahren verwendet werden können, in Schwefel umgewandelt. Da eine Umwandlung in festen Schwefel erfolgt, kann natürlich von Austreiben mit D^pf keine Rede sein.
Gemäß US-PS Nr. 4 133 650 wird Schwefeldioxid in einer Lösung mit Glutar-, Adipin- und Sukzinsäuregehalt absorbiert. Das absorbierte Schwefeldioxid wird aus der Lösung ausgetrieben, aber zwischen Absorber und Stripp-er erfolgt keine Ausfällung oder Zusatz von Adipinsäure.
Gemäß DE-OS 3 132 574 wird Schwefeldioxid in einer wäßrigen Lösung von Salzen verschiedener organischer Säuren, unter anderem Adipinsäure, absorbiert. Nach der Absorption werden die gebildeten ^ulfitionen zu Sulfationen oxidiert und als Sulfat niedergeschlagen.
In der EPRI-Veröffentlichung "Aqueous Absorbents for Stack Gas Desulfurization by Absorption/Stripping'1 (wäßrige Absorptionsmittel für die AbgasentSchwefelung durch Absorption/Desorption) (EPRI CS-3185, Vertrag TRS 77-747, Abschlußbericht, Juli) wird die Verwendung von Adipinsäurepuffern für die Absorption von Schwefeldioxid auf Seite 3-77 behandelt. Im letzteren Abschnitt der genannten Seite wird folgendes festgestellt: "Bei einem möglichen Verfahren für Absorption/Desorption würden 5,5 Mol SOp/kg HpO in einer gesättigten Adipinsäurelösung bei 56 0G absorbiert werden. Etwa 9 Mol Adipinsäurefeststoff wurden in der starken Lösung gelöst werden, wenn sie zum Austreiben auf 96 0C erhitzt wird. Der Strippdampfbedarf würde durch den verringerten pH-Wert stark reduziert werden, obgleich Wärme zur Auflösung des Adipin3äurefeststoffs erforderlich ist. Uach dem Austreiben würde die gesättigte Lösung auf 40 oder 50 0C abgekühlt, um 9 Mol Adipinsäure/kg HpO zu kristallisieren und zu separieren. Daher ist das ein möglicherweise attraktives Puffersystem für Absorption/Desorption."
Es scheint ziemlich klar zu sein, daß solch hohe Konzentrationswerte wie die angeführten mit praktischen industriellen Anwendungen wenig zu tun haben (vgl. die normalerv/eise bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Mengen). Es überrascht deshalb nicht, wenn am Ende des Berichts auf Seite 4-2 in Punkt 11 festgestellt wird: "Weder Adipinsäure noch Diäthylendiamin haben Eigenschaften, die der Verwendung als SOp-Absorptionsmittel in Absorptions-Desorptions-Systemen angemessen sind." Der Autor hat auch eine Schlußfolgerung gezogen, die in einer Zusammenfassung des Berichts in der Einleitung steht, wo auf Seite S-4 folgendes festgestellt wird: "Adipinsäureaufschlämmung mit Natriumadipat kann ein attraktives Absorptionsmittel darstellen. Der Sinfluß der
Temperatur auf den pH-Wert der Aufschlämmung ist groß, aber das System erfordert Transport der Aufschlämmung mit £"eststoffkristallisation und -auflösung."
Bin wichtiger Punkt ist, daß der EPRI-Bericht nicht die Möglichkeit der Ausführung der Absorption ohne Aufackiämraung durch Separation der Kristalle aus der Lösung bei einer geeigneten Temperatur vor der Absorption betrachtet. In der EPRI-Zusammenfassung des Berichts (Seite III) werden Adipatpuffer überhaupt nicht als alternative Absorptionsmittel erwähnt.
So werden in dem Bericht die spezifischen Löslichkeitseigenschaften von Adipinsäure behandelt, aber es wird nicht festgestellt, wie diese Eigenschaften auf praktisch aktzeptable V/eise genutzt werden können, und die Verwendung von Adipinsäure wird daher zurückgewiesen.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten, einfachen und wirtschaftlichen "Verfahrens zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgasen, mit dem erhebliche Kosten für zusätzliche Investitionen und Dampfenergie eingespart werden können.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges günstiges Pufferaystem für die Absorption von Schwefeldioxid aufzufinden.
Erfindungsgemäß wurde eine Alternative gefunden, durch die auf unerwartet einfache Weise der spezifische Dampfverbrauch während des Desorptionsprozesses reduziert werden kann. Dieses Verfahren "basiert auf der Verwendung eines Puffersystems mit sehr spezifischen Eigenschaften. Das Verfahren läßt sich auch vorteilhaft für die Reinigung von Gasen mit einem viel höheren SCL-Gehalt, als er gewähnlich in Abgasen von Kesselanlagen vorkommt, beispielsweise in Abgasen von Claus-Anlagen und in Röstgasen von Kupferfabriken, anwenden.
Erfindungsgemäß v/ird ein neues Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgasen zur Verfugung gestellt, bei dem SOp in einer wäßrigen, Adipinsäureionen enthaltenden Lösung absorbiert und dann mittels Dampf, dessen Temperatur über der Absorptionstemperatur liegt, daraus ausgetrieben wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß feste Adipinsäure der Absorptionslösung vor oder während des Austreibens mit Dampf in einer solchen Menge zugesetzt wird, daß die gesamte Säure bei der Stripptemperatur (stripping temperature) gelöst wird. Nach dem Austreiben wird die Lösung auf eine Temperatur abgekühlt, die wesentlich unter der Absorptionstemperatur liegt, um die Adipinsäure auszufällen, die dann aus der Lösung entfernt, und nach der Absorption, die .mit einer nicht mit
Adipinsäure gesättigten Lösung erfolgt, wieder in die Lösung zurückgeführt wird.
Erfindungsgemäß wird das Abgas durch eine wäßrige Absorptionslösung geleitet, die vor der Absorption Ionen gelöster Adipate, zum Beispiel in Form von Natriumadipat (ITaHAd, Ad = ""0OG(CH2) . COO"") ? und so wenig wie praktisch möglich gelöste freie Adipinsäure (HpAd) enthält. Nach der Absorption wird die. Absorptionslösung erhitzt, und vor oder während des Austreibens von SOp mit Dampf wird zusätzlich Adipinsäure in der Flüssigkeit gelöst, vorwiegend in undissoziierter Form. Diese Adipinsäure wird in einer solchen Menge zugesetztt daß die gesamte zugesetzte Adipinsäure bei der Stripptemperatur gelöst wird. Durch diesen Zusatz freier Adipinsäure wird die Flüssigkeit saurer. Dabei wird Reaktion (1) umgekehrt, und der spezifische Dampfverbrauch für das Austreiben von S0? wird verringert. Die Absorptionstemperatur liegt normalerweise zwischen 20 und 70 0C? zum Beispiel bei 55 0C, während die Stripptemperatur normalerweise etwa 100 0C betragen wird. Sie kann aber auch niedriger sein, nämlich bei verminderten Drücken, oder höher, bei erhöhten Drücken im Stripper. Vorzugsweise wird die freie Adipinsäure vor dem Austreiben mit Dampf zugesetzt. Each dem Austreiben mit Dampf wird die Adipinsäure aus der Absorptionslösung durch Abkühlen auf eine Temperatur unter der Absorptionstemperatur ausgefällt und von der Lösung getrennt. Die Lösung wird dadurch basischer und die SOp-Absorption effektiver.
So erfolgt die Absorption -von Schwefeldioxid in einer klaren, wäßrigen Lösung von Adipinsäure/Adipat. Nach der Absorption wird die Absorptionslösung erhitzt, und vor oder während des Erhitzens wird feste Adipinsäure zugesetzt. Eine Folge dieses Zusatzes von Adipinsäure besteht darin, daß der Dampfbedarf beim nachfolgenden Austreiben wesentlich reduziert wird, was einen großen ökonomischen Vorteil darstellt. Adipinsäure wird in einer solchen Menge zugesetzt, daß die Lösung auch während des Austreibens klar ist (d. h. ungesättigt mit Adipinsäure).
Nach dem Austreiben wird die Lösung auf eine Temperatur abgekühlt, die wesentlich unter der Absorptionstemperatur liegt, so daß Adipinsäure ausgefällt und abgetrennt wird, und die Absorptionslösung wird auch während der S02-Absorption deutlich ungesättigt in bezug auf Adipinsäure sein.
So werden erfindungsgemäß die spezifischen Löslichkeitseigenschaften von Adipinsäure (Hexandisäure) auf vorteilhafte Weise ausgenutzt. Es muß erwähnt werden, daß es nicht möglich ist, die nahe verwandten Säuren Glutarsäure (Pentandisäure) und Pimelinsäure (Heptandisäure) zu verwenden, da sich ihre Löslichkeitseigenschaften ziemlich stark von Adipinsäure unterscheiden.
Mehrere Faktoren machen Puffer auf Adipinsäurebasis brauchbar für das erfindungsgemäße Verfahren:
Das Säure-Basen-Paar des Puffers kann auf einen Säuregrad eingestellt werden, der für die umkehrbare SOp-Absorption nachReaktion (1) geeignet ist. Die Basenform des Puffers während der Absorption, d. h. die verwendeten Adipatsalze, besitzen eine ausreichende VVasserlöslichkeit zur Sicherung eines notwendigen hohen Konzentrationsspiegels von Bisulfitionen in der Flüssigkeit aus dem Absorptionsgefäß, nämlich einen stöchioraetrischen Oberschuß bezüglich der Gesamtmenge der während der SOp-Absorption durch Reaktion (1) freigesetzten Wasserstoffionen. Die Löslichkeit der undissoziierten Säure (HpAd) in dem Puffer ist stark temperaturabhängig, so daß ihre Konzentration durch Kühlen der Flüssigkeit vor der Absorption auf einen sehr niedrigen Wert reduziert werden kann, während die Löslichkeit bei der Stripptemperatur sehr weit höher liegt· Das Abkühlen erfolgt auf eine Temperatur wesentlich unter der Absorptionstemperatur, um zu gewährleisten, daß die Lösung während der Absorption nicht mit Adipinsäure gesättigt ist. Die Temperatur, auf die die Lösung gekühlt werden kann, wird unter anderem
durch die örtlichen Bedingungen wie zum Beispiel die Lufttemperatur und den Zugang zum Kühlwasser bestimmt.
Adipinsäurepuffer auf der Basis von beispielsweise H^Ad/Na-Adipat sind auch chemisch beständig gegenüber SO2 und nichttoxisch.
Während der Experimente mit verschiedenen möglichen Puffern wurde festgestellt, daß solche Adipinsäure-Adipationen-Puffer innerhalb eines begrenzten pH-Bereiches eine mindestens ebenso gute Pufferwirkung herstellen können wie die gleiche molare Konzentration von Zitronensäure-Zitrationen-Puffern. Die Adipatpuffer bieten jedoch im Vergleich mit Zitratpuffern den wichtigen Vorteil, daß sie so auf das SO^-System eingestellt werden können, daß eine große Menge freie Säure zugesetzt werden kann, die vor dem Austreiben in dem Puffer gelöst wird, und diese Säuremenge kann einfach durch Kühlung-Ausfällung mit anschließender Feststoffseparation vor der Absorption aus dem Puffer entfernt werden. Das bedeutet, daß der Säuregrad des Puffers stark im günstigen Sinne beeinflußt werden kann, so daß der Absorptionsschritt und der Desorptionsschritt auf unvermutete Weise getrennt werden oder unabhängig voneinander mit Bezug auf den pH-Wert der Flüssigkeit erfolgen.
Normalerweise werden Adipatkonzentrationen von 0,1 bis 2,5 Mol/l in den Absorptionslösungen verwendet, und normalerweise wird Adipinsäure vor oder während des Austreibens in einer Menge von 0,1 bis 2,5 Mol/l zugesetzt, aber höhere oder niedrigere Konzentrationen/Menge können ebenfalls verwendet werden, wenn sich das als vorteilhaft erweisen sollte.
Es wurde festgestellt, daß auf diese Weise eine drastische Senkung des Dampfverbrauchs pro Tonne SO2 erzielt werden kann. Senkungen bis auf 1/3 bis 1/15 des Verbrauchs ohne solchen Säurezusatz sind in Abhängigkeit von der gewählten Kühltempe-
ratur, den Adipationenkonzentrationen und der zugesetzten/ausgefällten Menge freier Adipinsäure erzielbar.
Zuerst wurde von der Annahme ausgegangen, daß es vorteilhaft wäre, mit Adipinsäure in einer Aufschlämmung zu arbeiten, d. h. mit einer gesättigten Absorptionslösung, die es gestattet., daß die ausgefällte Adipinsäure der Flüssigkeit durch das Absorptionsgefäß folgt und dann gelöst wird, wenn die Aufschlämmung vor dem Austreiben erhitzt wird. In der Praxis birgt jedoch ein solches "Schlämmverfahren" die große Gefahr der Bildung von Ablagerungen und Verstopfungen, und es ist daher günstig, sowohl im Absorber als auch im Stripper, mit klaren Lösungen zu arbeiten. Erfindungsgemäß wird das durch Abkühlen der Prozeßflüssigkeit auf eine Temperatur wesentlich unter der Absorptionstemperatur, Entfernen der ausgefällten Säure und danach Verwendung der Flüssigkeit im mit Adipinsäure ungesättigten Zustand für die Absorption erreicht. Ebenso darf die vor dem Austreiben zugesetzte Adipinsäuremenge nur so hoch sein, daß gestattet wird, daß alle Adipinsäure während des Austreibens gelöst wird.
Bei der Durchführung des neuen Verfahrens ist es möglich, freie Adipinsäure in feinverteilter fester Form vor, während oder nach dem Erhitzen der Flüssigkeit vor dem Austreiben zuzusetzen und feinverteilte feste Adipinsäure nach dem Kühlen und vor der Absorption von der für das Austreiben verwendeten Lösung abzutrennen. Diese Separation ausgefällter Adipinsäure kann durch Absitzenlassen, Filtration oder Zentrifugierung erfolgen, und die separierte Adipinsäure wird dann mit der begleitenden Mutterlauge zu der Absorptionsflüssigkeit nach darin erfolgter Absorption von SO2 für erneute Auflösung vor dem Austreiben zurückgeführt.
Während der Experimente, bei denen Adipinsäure und ihre Na-
Salze als Puffer verwendet wurden, wurde festgestellt, daß die Säure während des Kühlens schnell aus der gesättigten Lösung ausgefällt werden kann, wobei sich sehr kleine Kristalle bilden, die sich bei Zusatz zur Absorptionslösung, die erneuter Erhitzung vor dem Austreiben unterzogen wird, schnell auflösen. Das ist eine sehr wichtige Bedingung, wenn Ausfällung und Auflösung hauptsächlich während der betreffenden Wärmeaustausche stattfinden sollen, da die Verweilzeit der Flüssigkeit darin sehr kurz ist, so daß während des Kühlens sehr wenig Zeit für die Kristallbildung und während des Erhitzens sehr wenig Zeit für deren Auflösung vorhanden ist.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird nachstehend an einigen Beispielen näher erläutert.
Bei den folgenden Experimenten wurden drei Puffersysteme A, B und C mit folgender Zusammensetzung (Tabelle 1) verwendet
Tabelle 1 Puffersysteme A, B und C
Puffer Adipinsäurekon- Natriumhydroxid- pH-Wert bei zentration konzentration 70 C 0H2Ad Mol/1 0NaOH 1^1
A 1,00 1,00 4,83
B 0,5 0,39 4,60
C 0,7 0,36 4,32
Zu jedem dieser 3 Puffer wurde freie Adipinsäure in einer Menge von zusätzlichen 1,5 Mol Säure pro Liter zugesetzt, um die Puffersysteme A1, B1 bzw. G1 zu gewinnen, auf die nachstehend Bezug genommen wird.
Die Puffersysteme wurden dann innigem Kontakt mit einer Gasphase unterzogen, die1Stickstoff, Sattdampf und sorgfältig eingestellte SOp-Mengen enthielt. Gleichgewicht war erreicht, wenn festgestellt wurde, daß die SO2-Konzentration in der Flüssigphase bei konstanten Bedingungen konstant war. In jedem Fall wurden der Partialdruck von SOp, P30 (atm), über der Flüssigkeit und die Konzentration des gelösten SOp in der Flüssigkeit, C30 (Mol/l), zusammen mit dem pH-Wert vor und nach dem SOp-Zusatz bestimmt. Die gefundenen Werte sind in Tabelle 2 angegeben.
Puffer pso2 atm Tabelle 2 pH Nach SO2- Zusatz
A 0,00180 i bei 70 0C Vor SO2- Zusatz 4,68
A 0,00380 'SO2 Mol/l 4,83 4,55
Gleichgewichtsexperimente A 0,00637 0,112 4,83 4,50
Experi ment B ta 0,218 4,83 4,23
1 C U 0,298 4,60 4,11
2 A 0,00948 0,159 4,32 4,45
3 B 0,110 4,83 4,18
C η 0,373 4,60 4,07
A 0,00743 0,194 4,32 4,48
4 B 0,144 4,83 4,22
C M 0,330 4,60 4,10
A' 0,00648 0,176 4,32 4,04
5 B' ti 0,126 4,10 3,69
C M 0,0740 3,72 3,59
A" 0,0100 0,0353 3,62 4,01
6 B' M 0,0283 4,10 3,65
C 0,113 3,72 3,54
A' 0,00731 0,0508 3,62 4,03
7 B* M 0,0450 4,10 3,69
C 0,0798 3,72 3,59
0,0370 3,62
CD 0,0298
Ein Vergleich von CQn in diesen Beispielen, bei denen P„n
oU ρ ουρ
in den Puffersystemen mit oder ohne zusätzliche Adipinsäurezugabe (ungefähr) gleich ist, demonstriert den Einfluß des Säurezusatzes auf das Austreiben von SO2 und die Einsparung im Strippdampfverbrauch, die sich daraus ergeben kann.
Durch Vergleich, zum Beispiel, von Experiment 3 mit Experiment 6 wird sichtbar, daß Ccn in Experiment 6 ungefähr ein Viertel oder weniger von CQn in Experiment 3 ausmacht. Das bedeutet, daß der zur Entfernung von SO2 aus A, B und C notwendige Dampfverbrauch nach dem Zusatz von Säure, die die Puffer A, B und C in A*, B' bzw. C umwandelt, wesentlich niedriger ist.
Das Bild wird durch folgende Analyse noch klarer:
In Fig. 1 wurde ein Diagramm von PQn = f(CQn ) für die Ergebnisse der Experimente mit den Puffern A und A , die in Tabelle 2 gegeben sind, angefertigt. Ungefähre Gleichgewichtsdruckkurven werden durch die entsprechenden Datenpunkte und den Nullpunkt gezogen. Aus der Kurve für Puffer A wird ersichtlich, daß ein Gas mit beispielsweise P30 = 0,002 atm bei Gleichgewicht (Punkt X) CQn = 0,12 Mol/l 2ergibt. Nach dem Zusatz von Adipinsäure in einer Menge von 1,5 Mol/l bei gleichem Ccn -Wert steigt Pcn gemäß der Kurve für Puffer A1 auf 0,011 atm (Punkt Y), d. h. auf einen Wert, der etwa fünfmal dem Partialdruck vor dem Zusatz von 1,5 Mol freie Säure pro Liter entspricht. Entsprechende Resultate ergeben sich auch aus den Ergebnissen der Experimente mit den Puffern B, B' und C, C. Das bedeutet, daß der Strippdampfverbrauch durch den spezifizierten Adipinsäurezusatz um einen Faktor von ungefähr 1/5 reduziert wird.
Die Löslichkeit der freien Säure als Funktion der Temperatur ist untersucht worden, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 ver-
zeichnet. Sie gründen sich auf visuelle Beobachtungen,
Tabelle 3
Temperatur Puffer H^Ad-Menge (Mol/l), die den Puffern zuge-
C setzt werden kann, bevor Sättigung er m folgt
50 A 0,57
B 0,52 C 0,30
40 A 0,30
8 0,25 C 0
30 A ^0,05
B ^0,05 C Ausfällung von 1-UAd in reinem Puffer G
Die Ergebnisse zeigen, daß die Puffer A und B auf etwa 30 0G abgekühlt werden müssen, um die angemessene Adipinsäurekonzentration (vgl. Tabelle 1) zu erzielen, wenn mit einer höheren Säurekonzentration begonnen wird. Für Puffer C ist Kühlen auf 40 0C ausreichend. Wenn also Puffer A für die S02-Absorption verwendet und dann Adipinsäure zur Förderung des Austreibens von SO2 mit Dampf zugesetzt worden ist, ist es notwendig, auf etwa 30 0C abzukühlen, um Adipinsäure auszufällen, um zu Puffer A zurückzukehren, der dann für die neue Absorption verwendet werden kann.

Claims (2)

  1. Erfindungsanspruch
    1. Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgasen' durch Absorption in einer wäßrigen, Adipinsäureionen enthaltenden Lösung und Austreiben von Schwefeldioxid mit Dampf, gekennzeichnet dadurch, daß der Absorptionslösung vor oder während des Austreibens mit Dampf feste Adipinsäure in einer solchen Menge zugesetzt wird, daß die gesamte Säure bei der Stripptemperatür gelöst wird, und die Lösung nach dem Austreiben auf eine Temperatur wesentlich unter der Absorptionstemperatur abgekühlt wird, so daß feste Adipinsäure ausgefällt wird, die dann abgetrennt und nach der Absorption, die mit einer nicht mit Adipinsäure gesättigten Lösung erfolgt, wieder zugesetzt wird,
  2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Adipinsäure der Absorptionslösung in Form vorher ausgefällter Adipinsäure zugesetzt wird und die Adipinsäure durch Erwärmen der Absorptionslösung vor dem Austreiben mit Dampf gelöst wird.
    Hierzu -1 Seite Zeichnung
DD84267115A 1983-09-08 1984-09-07 Verfahren zur entfernung von schwefeldioxid aus abgasen DD224499A5 (de)

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