DE19717604A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Waschwasser bei der Gaswäsche von Prozeßgasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Waschwasser bei der Gaswäsche von Prozeßgasen aus Hüttenprozessen, wobei das Waschwasser mit dem Prozeßgas in innigen Kontakt gebracht und nach einer Abscheidung der Feststoffe im Kreis geführt wird.

Aus der DE-PS 30 34 539 ist ein Verfahren zur direkten Erzeugung von flüssigem Roheisen aus stückigem Eisenerz bekannt, bei dem das Eisenerz in einem Direktreduktionsschachtofen mittels eines Reduktionsgases zu Eisenschwamm reduziert und dann in einem Eisenschmelzvergaser mit Hilfe von Kohle und sauerstoffhaltigem Gas geschmolzen wird, wobei zugleich das zur Reduktion des Eisenerzes verwendete Generatorgas erzeugt wird. Dieses wird abgekühlt, entstaubt und dann ein Teilstrom davon in die Reduktionszone des Direktreduktionsschachtofens eingeblasen, dort umgesetzt und als Topgas abgezogen.

In der EP-PS 0 210 435 ist eine Einrichtung zur Reinigung von Gasen aus einer Eisenreduktionsanlage beschrieben, wobei die Kühl- und Reinigungsaggregate aus einem gepackten Wäscher bestehen. In einem Venturiwäscher mit angeschlossenem Tröpfchenabscheider wird das Prozeßgas gestrippt und gewaschen und dadurch der Reststaubgehalt bei diesem Verfahren auf ca. 5 mg/Nm³ gebracht.

Aus "F. Tödt; Korrosion und Korrosionsschutz" ist auch bekannt, daß Generatorgase einen hohen Reinheitsgrad, insbesondere in ihrem Gehalt an Gesamtalkalien, aufweisen müssen, da diese Alkaliverbindungen an Gasturbinen Korrosion hervorrufen.

In "R. H. Perry, D. Green; Chemical Engineers Handbook" ist veröffentlicht, daß Topgase aus Hüttenprozessen als Generatorgas zur Erzeugung von elektrischer Energie in einer Gasturbine verwendet werden können. Der restliche Wärmeinhalt des, die Gasturbine verlassenden Verbrennungsgases, kann zur Erzeugung von Dampf weiter genutzt werden.

Aus der DE-OS 40 32 288 ist ein Verfahren zur Reinigung von Waschwasser aus Gaswäschern von Eisenerzreduktionsanlagen bekannt, bei dem, nach dem innigen Kontakt mit dem Prozeßgas, die Feststoffe aus dem Waschwasser abgeschieden werden und das Waschwasser nach Abkühlung im Kreis geführt wird.

Bei diesem, und den meisten anderen Kreisprozessen reichern sich naturgemäß die wasserlöslichen Verbindungen, insbesondere die Alkali- und Erdalkaliverbindungen, im Waschwasser an.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei dem, ohne einer Erhöhung der Kreislaufwassermenge und ohne zusätzlicher, aufzubereitender Abwasserfracht, sowie ohne größere bauliche Veränderungen der Anlage, eine Kumulierung der Alkali- und Erdalkaliverbindungen verhindert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teilstrom des Waschwassers abgezogen, mit Frischwasser versetzt und zur Nachwäsche des Prozeßgases verwendet wird.

Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, das bereits vorgereinigte und vom Großteil der auswaschbaren Inhaltsstoffe befreite Prozeßgas, mit einem Waschwasser, das durch die Dosierung des Frischwassers in den Teilstrom des Waschwassers der letzten Wäscherstufe einen möglichst geringen Gesamtsalzgehalt aufweist, in innigen Kontakt gebracht wird.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung wird für die Zumischung des Frischwassers zum Teilstrom des Waschwassers ein Mischungsverhältnis von 2 : 1 bis 4 : 1, vorzugsweise etwa 3 : 1 eingestellt. Innerhalb dieser Mischungsverhältnisse ist es möglich, den notwendigen niedrigen Gesamtsalzgehalt einzuhalten, ohne die Kreislaufwassermenge zu erhöhen, da lediglich die vorzugsweise durch Verdunstung verlorene Wassermenge ersetzt wird.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung zur Durchführung des Verfahrens besteht die Vorrichtung aus mehreren Waschstufen für das Prozeßgas, einem Absetzbecken für die Abscheidung der ausgewaschenen Feststoffe, einem Waschwasserbecken für das im Kreislauf geführte Waschwasser und einer Transportleitung für das Waschwasser.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist für einen Teilstrom des Waschwassers eine zusätzliche Transportleitung zwischen dem Waschwasserbecken und der vorzugsweise letzten Waschstufe der Gaswäsche angeordnet, in die eine Zuleitung für Frischwasser mündet. Durch diese Vorrichtung wird erreicht, daß die Salzfracht des Prozeßgases durch Erhöhung des Lösungspotentials vorzugsweise dieser letzten Wäscherstufe aufgrund der Beschickung mit einem Waschwasser mit hohem Frischwasseranteil, möglichst gering gehalten wird.

Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist in der Zuleitung für Frischwasser ein Regler für die Durchflußmenge vorgesehen. Durch diesen Regler kann die Menge des im Kreislauf befindlichen Waschwassers gesteuert werden und somit dem veränderlichen Frischwasserbedarf des Waschwasserkreislaufes Rechnung getragen werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mündet in den Vorratsbehälter für Waschwasser eine Zuleitung für Frischwasser und es ist eine Transportleitung zwischen der zweiten Kammer und der vorzugsweise letzten Waschstufe der Gaswäsche angeordnet. So ist es möglich, ohne großen Regelaufwand die vorgesehene Gesamtmenge des Waschwassers im Kreislauf einzuhalten. Dadurch wird auch gewährleistet, daß das Waschwasser der letzten Wäscherstufe eine möglichst geringe Salzfracht und somit ein hohes Lösungspotential aufweist.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist in der Zuleitung für Frischwasser ein Regler für die Durchflußmenge vorgesehen. Durch diese Ausgestaltung kann auf den variierenden Frischwasserbedarf der Wäscherstufen Bedacht genommen werden.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Waschwasserkreislauf mit einer Wäscherbatterie und Fig. 2 zeigt einen Waschwasserkreislauf mit einer Wäscherkaskade.

Die Fig. 1 zeigt einen Waschwasserkreislauf, bei dem das Waschwasser aus dem Vorratsbehälter 1 mittels der Pumpe 2 in die Wäscher 3a, 3b und 3c gepumpt wird, wobei die Wäscher parallel vom Waschwasser durchflossen werden bzw. als Kolonne ausgebildet sind.

Das Prozeßgas wird bei diesem Schritt von dem Hauptteil der staubförmigen Anteile und der wasserlöslichen Alkali- und Erdalkaliverbindungen, durch den innigen Kontakt mit der Waschflüssigkeit, befreit. Die wasserunlöslichen Komponenten des Waschwassers setzen sich in dem Absetzbecken 4 der Schwerkraft folgend ab. Das überlaufende, von festen Produkten befreite, Waschwasser wird abgezogen und dem Waschwasser des Waschwasserbeckens 1 wieder zugeführt. Das für die Nachwäsche in dem Nachwäscher 6 benötigte Waschwasser wird aus dem Waschwasserbecken 1 mittels der Transportleitung 9 entnommen und ungefähr mit der doppelten Menge an Frischwasser aus der Frischwasserleitung 7, geregelt durch den Durchflußmengenregler 8, versetzt und über die Pumpe 5 in den Nachwäscher 6 gepumpt. Durch das Frischwasser aus der Frischwasserleitung 7 wird zum einen die Waschwassermenge des Waschwasserkreislaufes geregelt und zum anderen der Nachwäscher 6 mit Wasser von höherem Lösungspotential beaufschlagt. Dadurch ist es möglich, die für die Verwendung von Topgas als Generatorgas, somit zur Nutzung des Energieinhaltes, geforderten Reinheitskriterien einzuhalten.

Die Fig. 2 zeigt einen Waschwasserkreislauf, bei dem das Waschwasserbecken 1 in die Kammern 1a und 1b unterteilt ist und das primäre Waschwasser aus Kammer 1a mittels der Pumpe 2 zuerst in den Wäscher 3a gepumpt wird. Das vom Boden des Wäschers 3a nach innigem Kontakt mit dem Topgas abgezogene Waschwasser wird dann in den Kopf des Wäschers 3b eingebracht und kommt auch in diesem Wäscher in innigen Kontakt mit dem Topgas und wird danach in den Wäscher 3c gefördert. Nach dem Wäscher 3c wird das Waschwasser in das Absetzbecken 4 zur Aufbereitung geleitet. Nachdem der Hauptteil der Fracht an Inhaltsstoffen abgetrennt wurde, gelangt das Waschwasser in die Kammer 1a des Waschwasserbeckens. Der Überschuß an Waschwasser läuft im Überlauf 11 des Waschwasserbeckens 1 von Kammer 1a in Kammer 1b über und wird dort mit Frischwasser aus der Frischwasserleitung 10, geregelt mittels des Reglers 8, versehen. Durch diese Ausführung des Überlaufens eines Teilstromes des Waschwassers über den Überlauf 11 und der Frischwasserdosierung in diese zweite Kammer 1b des Waschwasserbeckens 1, ist die Einhaltung der Waschwassermenge auf den gewünschten Wert ohne großen Aufwand an Regelung zu realisieren. Dieses Gemisch wird in der Transportleitung 9 mittels der Pumpe 5 als Zulauf in den Nachwäscher 6 gepumpt. In diesem Nachwäscher wird die Mitnahme von Alkali- und Erdalkaliverbindungen ins Generatorgas durch den innigen Kontakt des Prozeßgases mit Aerosolen des Waschwassers innerhalb der gewünschten Toleranzen gehalten. Dieses Waschwasser wird dann nach Sedimentation und Dekantierung im Absetzbecken 4, dem Hauptteil des Waschwassers im Waschwasserbecken 1 zugeführt und der Kreislauf somit geschlossen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Behandlung von Waschwasser bei der Gaswäsche von Prozeßgasen aus Hüttenprozessen, wobei das Waschwasser mit dem Prozeßgas in innigen Kontakt gebracht und nach einer Abscheidung der Feststoffe im Kreis geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom des Waschwassers abgezogen, mit Frischwasser versetzt und zur Nachwäsche des Prozeßgases verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zumischung des Frischwassers zum Teilstrom des Waschwassers ein Mischungsverhältnis von 2 : 1 bis 4 : 1, vorzugsweise etwa 3 : 1, eingestellt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Aufbereitung von Waschwasser aus einer Gaswäsche von Hüttenprozessen, bestehend aus mehreren Waschstufen für das Prozeßgas, einem Absetzbecken für die Abscheidung der ausgewaschenen Feststoffe, einem Waschwasserbecken für das im Kreislauf geführte Waschwasser und eine Transportleitung für das Waschwasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Teilstrom des Waschwassers eine zusätzliche Transportleitung (9) zwischen dem Waschwasserbecken (1) und der vorzugsweise letzten Waschstufe (6) der Gaswäsche angeordnet ist, in die eine Zuleitung (7) für Frischwasser mündet.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (7) für Frischwasser ein Regler (8) für die Durchflußmenge vorgesehen ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Vorratsbehälter für Waschwasser (1) eine Zuleitung (10) für Frischwasser mündet und daß eine Transportleitung (9) zwischen der zweiten Kammer (1b) und der vorzugsweise letzten Waschstufe (6) der Gaswäsche angeordnet ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (10) für Frischwasser ein Regler (8) für die Durchflußmenge vorgesehen ist.