[go: up one dir, main page]

DE2215177B2 - Verfahren zur Behandlung von Schwefeldioxid enthaltenden Abgasen - Google Patents

Verfahren zur Behandlung von Schwefeldioxid enthaltenden Abgasen

Info

Publication number
DE2215177B2
DE2215177B2 DE2215177A DE2215177A DE2215177B2 DE 2215177 B2 DE2215177 B2 DE 2215177B2 DE 2215177 A DE2215177 A DE 2215177A DE 2215177 A DE2215177 A DE 2215177A DE 2215177 B2 DE2215177 B2 DE 2215177B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sulfur dioxide
oxidation
gas
tower
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2215177A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2215177C3 (de
DE2215177A1 (de
Inventor
Toshio Yokohama Kanai
Kazuo Sagamihara Kanagawa Nishiguchi
Masaaki Mitaka Noguchi
Hiroshi Komae Yanagioka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chiyoda Corp
Original Assignee
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP5939171A external-priority patent/JPS544903B2/ja
Application filed by Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd filed Critical Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Publication of DE2215177A1 publication Critical patent/DE2215177A1/de
Publication of DE2215177B2 publication Critical patent/DE2215177B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2215177C3 publication Critical patent/DE2215177C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B01D53/507Sulfur oxides by treating the gases with other liquids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/74Preparation
    • C01B17/76Preparation by contact processes
    • C01B17/775Liquid phase contacting processes or wet catalysis processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584Recycling of catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

Das im· Abgas großer Heizkessel vorhandene Schwefeldioxid ist einer der Hauptgründe für die Luftverschmutzung, so daß schon viele Verfahren bekanntgeworden sind, die darauf abzielen, den Schwefcldioxidgchalt von derartigen Abgasen zu verringern.
Eines dieser Verfahren besteht darin, das Abgas mit Wasser zu waschen. Dabei wird jedoch lediglich das Schwefeldioxid aus dem Abgas ausgewaschen, gelangt jedoch dann über das Abwasser in die Umwelt.
Außer Schwefeldioxid enthalten Abgase von herkömmlichen Verbrennungsöfen oder Heizkesseln feste Stoffe, wie Ruß oder Aschen, organische Substanzen, beispielsweise nichtverbrannte Kohlenwasserstoffe oder Harze, in Form von Staub. Diese Stoffe gelangen ebenfalls bei eincr.i Auswaschen mit Wasser zu einem erheblichen Teil in das Abwasser, und zwar auch dann, wenn Filter oder dergleichen verwendet werden.
Im allgemeinen liegt in Abgasen überschüssiger Sauerstoff vor. Es ist daher ein Verfahren bekanntgeworden, das Schwefeldioxid enthaltende Gas in eine wäßrige Lösung einzublasen, die einen Mn ' ' -Katalysator enthält, um das Schwefeldioxid zu verdünnter Schwefelsäure zu oxydieren (US-PS 2342 704). Da die Geschwindigkeit, mit der Sauerstoff in einer wäßrigen Lösung gelöst wird, sehr gering ist im Vergleich zu der Lösungsgeschwindigkeit von Schwefeldioxid, ist es praktisch unmöglich, in derselben Vorrichtung Schwefeldioxid unter Einsatz des in dem Gas enthaltenen Sauerstoffs zu oxydieren. Noch viel weniger ist es möglich, eine vollständige Oxydation des Schwefeldioxids durch Zufuhr von zusätzlichem Sauerstoff zu dem Gas zu erreichen, um auf diese Weise die Lösungsgcschwindigkcit des Sauerstoffs auf dasselbe Ausmaß wie die Lösungsgeschwindigkeit des Schwefeldioxids zu bringen. Eine vollständige Ox}'dation durch Zufuhr von zusätzlichem Sauerstoff könnte nur dann erzielt werden, wenn eine extrem große Absorptions- oder Oxydationsvorrichtung verwendet werden würde, die jedoch sehr unwirtschaftlich ist. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens liegt in der Tatsache begründet, daß die in herkömmlicher Weise eingesetzten Oxydationskatalysatoren in ihrer Wirksamkeit nachlassen, so daß sie nicht über längere Zeil räume hinweg verwendet werden können, und zwar auch dann nicht, wenn das Abgas vor der Kontaktierung mit dem Katalysator einer Vorbehandlung untcr/ogcii
wird, Ersehwert wird dieses Katalysatorverfahren, wenn das Abgas in Form von festen Stoffen Katalysatorgiftc, wie Vanadin, Nickel oder ähnliche Schwurmetalle enthält. " . ■
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung «ines Verfahrens, mit dessen Hilfe es möglich ist, in wirksamer Weise aus Abgasen, die herkömmliche Katalysatorgifte enthalten, Schwefeldioxid in wirksamer Weise zu entfernen, ohne daß dabei umweltbelastende Abwasser erhalten werden.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß dem Patentanspruch gelöst.
Die US-PS 2188324 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure, bei dessen Durchführung eine wäßrige Lösung, die Aluminiumsulfat und Mangaasulfat als Katalysatoren enthält, zur Absorption eines Gases veranlaßt wird, das Schwefeldioxid und molekularen Sauerstoff enthält.
Die DE-PS 1567451 beschreibt ein Verfahren, bei dessen Durchführung eine verdünnte Schwefelsäure, die Mn *' oder FcMI enthält, SO1 absorbiert, worauf das SO, mit Ozon oder Luft oder einer Mischung aus Ozon und Sauerstoff oxydiert wird.
In »Chemical Abstracts« wird SO, in Kontakt mit verdünnter Schwefelsäure gebracht, die Oxydationskatalysatoren enthält, um darin Schwefeldioxid zu absorbieren. Die Oxydation erfolgt durch den in dem Gas enthaltenen Sauerstoff.
In »Soviet luv: III, Sect. I, Chem.« l%o, 237 120, wird ein Verfahren /.um Absorbieren und Entfernen von Schwefeldioxid aus einem Abgas unter Verwendung von verdünnter Schwefelsäure in Gegenwart von Mn' ' beschrieben.
Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß sie enlweder umständlich durchzuführen sind, kostspieligere Katalysatoren oder Oxydationsmittel erfordern oder nicht in dem gewünschten Aasmaße Schwefeldioxid aus Abgasen, ohne daß das Schwefeldioxid in Abwässer gelangt, zu entfernen.
Die Oxydation von SO, unter Verwendung von Mn' ' oder Fe' ' ' wurde schon ijfi versucht. Da jedoch Mn' ' und Fe' ' ' ihre katalytische Aktivität aufgrund von Verunreinigungen verlieren, die in dem Abgas enthalten sind, können diese Katalysatoren nicht während einer längeren Zeitspanne wirksam eingesetzt werden. Es ist daher, wie dies in der vorstehend genannten DE-OS erwähnt wird, notwendig. Verunreinigungen, wie Staub etc. /.Herst zu entfernen.
Die Erfindung beruht teilweise auf der Erkenntnis, daß bei einer Verwendung von Fe' ' ' als Katalysator eine Ursache für die Aktiviiiitsvcmiindcrimg durch in dem Abgas enthaltene Verunreinigungen der genannten Art eine Reduktion von Fe' ' ' zu Fe' ' ist. I Im diese Reduktion zu vermeiden, schlägt die Erfindung als Lösung vor, Fe' ' zu Fe' ' ' in der Weise zu regenerieren, daß Luft in die Flüssigkeit eingeblascn wird, so wie dies bei der Durchführung der ersten Stufe der vorliegenden Erfindung geschieht, um vollständig da» SO2 zu oxydieren, das noch in der Flüssigkcit verbleibt.
Durch die Erfindung wird daher das Problem der Reduktion von Fctf' in Fe' ' gelöst. Durch diese Reduktion entstehen nämlich erhebliche Mengen an Fe '', wis zur Folge hat, daß eine merkliehe Verminderiingdes Umsatzes von SO, in SO, in Kauf zu nehmen ist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß dann, wenn die Konzentrat ion der Fe ' ' -Ionen einen bestimmten Wert in bezug auf die Konzentration der
Fc *~f f-Ionen übersteigt, die reduzierten Fe' f -Ionen nicht als Katalysator wirken und auch die Fe' *■ f-lonen daran bindern, eine katalytisehe Aktivität auszuüben. Im Falle der bekannten Methode wurde dieses Problem noch nicht erkannt,
Daserfindungsgcmäße Verfahren bietet gegenüber dem bekannten Verfahren viele Vorteile,
Erfindungsgemäß ist SO, kaum in der Absorbenslösung enthalten. Der SÖj-Gleiehgewichtspartialdruck ist praktisch gleich NuTl. Es ist daher möglich, gegebenenfalls die SOi-Absorptionsgeschwindigkeit zu erhöhen, da diese Äbsorbenslösung, el. h. diese H,SO4-Lösung, in Gegenstromkontakt mit dem Abgas gebracht wird. Daher eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Entschwefelung von Heizungsabgasen, wobei eine sehr hohe Entschwefelungsgeschwindigkeit erzielt wird.
Die Gcsamtabsorptionsgesehwindigkeit von SO, in der Absorptionskolonne hängt von der katalytischen Wirkung sowie der Menge des gelösten Sauerstoffs ab. Da die HjSO^-Absorbenslösung ein höheres Verhältnis von Fe' '' zu Fe1 ' aufweist, wird eine gute katalytisehe Wirkung erzielt, da die Lösung Sauerstoff enthält. Daher steigt die vorstehend geschilderte Absorptionsgeschwindigkeit beträchtlich an.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich, wie bereits erwähnt wurde, zur wirksamen Entfernung von SO, aus Abgasen. Es werden Entfernungsgrade von biszuci5% und darüber erzielt. Dei Bedeutung derartiger Werte tritt dann noch deutlicher in Erscheinung, wenn man sich vor Augen hält, daß auf diese Weise praktisch das ganze SO, aus Abgasen entfernt wird, das sonst die Atmosphäre verschmutzen würde.
Gegenüber den bekannten Verfahren besteht der durch das erfindungsgemäßc Verfahren gegebene technische Fortschritt unter anderem auch darin, daß im wesentlichen eine Flüssigphascnoxydation durchgeführt wird, die mit einer getrennten Einführung von beispielsweise Luft gekoppelt ist, wodurch eine Regeneration von Fe1 ' in Fe1 ' ' sowie eine Oxydation von H2SO1ZU H2SO4 erfolgt. Werden die Absorption und die Oxydation von SO, gemäß der bekannten Methoden durchgeführt, dann erfolgt eine Reduktion von Fe' ' ' zu Fe' ' mit einer Geschwindigkeit, die zu hoch ist, um durch eine Oxydation von Fe' ' in Fe' ' ' kompensiert werden zu können, so daß der Gehall an Fc' ' stetig ansteigt und das SO, nicht in ausreichendem Maße oxydiert wird. Folglich wird die F.ntschwcfelungsgeschwindigkcit erheblich verschlechtert.
Hei der Durchführung des erfindungsgcmäßcn Verfahrens erfolgt eine gründliche Oxydation von Fe' ' zuFe' ' ' inderzweiten Zone,sodaßdcrGehalt an Fc' ' in dem System niedrig bleibt und die EiH-schwefclungsgcschwindigkeit in der ersten Zone konstant sehr hoch «ehalten werden kann.
Bezüglich der Absorption von SO, und O, zeigt eine Betrachtung der Löslichkcitskurvcn einen Unterschied von 380 ppm für SO2 gegenüber 0,30 ppm für O2 unter folgenden Bedingungen:
Partialdruek K)2At
Temperatur 50° C
H2SO.,-Konzentralion 5 Gew.-%
Unter den vorstehend geschilderten Bedingungen beträgt die Löslichkeit von .Sauerstoff nur weniger als V111n,, derjenigen von SO2. Dies bedeutet, daß dann, wenn SO2 und Sauerstoff von einem gegebenen Absorbens innerhalb der Absorptionskolonne absorbiert werden, die Menge an absorbiertem Sauerstoff weniger als V111,,,, der SO,-Menge betragt, und zwar auch dann, wenn nur 1M bis l>5% SO, absorbiert werden. Folglich ist die von dem Absorbens absorbierte Sauerstoffmenge so gering, daß die gewünschte Oxydation von SO2 zu Schwefelsäure kaum ohne eine Flüssigphasenoxydation unter Verwendung von getrennter zugeführter Luft erfolgen kann.
Das folgende Beispiel erläutert die Zusammen-
Ui hänge.
Es wird ein Abgas verwendet, das 1660 ppm SO, und 2,1% Sauerstoff enthält. In diesem Gas besitzt der Sauerstoff einen höheren Partialdrucfe als das Schwefeldioxid. Werden die Absorption und die Oxydation in einer Absorptionskolonne unter Verwendung eines Gases durchgeführt, das SO, sowie freien Sauerstoff enthält, dann wird der Sauerstoff in einer Menge von ungefähr V1111 des Gewichts absorbiert, und zwar auch unter solchen Bedingungen, die
2(i eine 1JO- bis 95%ige SO,-Absorption gestatten. SO, und O, weisen Molekulargewichte von 64 bzw. 32 auf. Die Oxydation von SO, erfolg, nach folgenden Gleichungen:
H2SO1 + V2 O, ► H2SO4
(SO, + V, O2-
SO1L-
Daher werden nur ungefähr 4%~ii3cs absorbierten SO, zu Schwefelsäure oxydiert. Um eine ausreichende
.in Absorption von Sauerstoff in dem System zu gewährleisten, wird die Aborptionskolonne in Form einer gepackten Kolonne verwendet und weist eine Höhe von ungefähr 100 m auf. Handelt es sieh bei der Absorptionssäule um eine Blascnsäule, dann beträgt die
λ* scheinbare Geschwindigkeit des Gases H)ONmVm--Stunde, und zwar im Vergleich zu einer gepackten Säule, wo der entsprechende Wert 3000 NmVnr-Stunde ausmacht. Dies bedeutet, daß die Qucrschηittsflache der Blasensäule 30mal so groß sein muß
an wie diejenige der gepackten Säule. Der Druckabfall der gepackten Säule beträgt 0,5 und derjenige der Blasensäule 1,0 kg/cm:. Liegt das Volumen eines zu be'iiaiidelnden Abgases zwischen einigen Hunderttausend und einigen Millionen NmVStunde, dann ist der Elektrizitätsbedarf aus wirtschaftlichen Gründen nicht mehr vertretbar.
Auch vom technischen Standpunkt ist die Herstellung eines derartigen Luftgebläses oder anderer Einrichtungen unzweckmäßig. Soll das Abgas aus einem
5(i Kessel einer Wärmeeiicrgicerzeugungsanlage durch ein derartiges System behandelt werden, dann macht die zum Betrieb des Systems erforderliche Energie ungefähr 50% der durch die Anlage erzeugten Energie aus. Darausgeht hervor, daß ein derartiges System ehnt praktisches Interesse ist.
Bei der Durchführung des erfindungsgcmäßcn Verfahrens muß bei der Auslegung der Aösorptionssäulc nur berücksichtigt werden, daß eine gründliche Absorption des SO2 erfolgt, das im Vergleich zu O2
mi eine sehr gute Löslichkeit besitzt. Daher können bei Verwendung einer gepackten Säule als Absorptionssäule nicht weniger als 90% SO2 bei H)ONmVm2-Stunde scheinbarer Geschwindigkeit, 5 bis K; m Säulenhöhe 250 bis 50 mm Wasser Druckvcrlusi
<ö absorbiert werden. Die Oxydatioiissäule ist nur für die Absorption von O2 bestimmt. Wird Luft, die einen hohen Saucrstoffparlialdruck aufweist, als Sauerstoffciuclle verwendet, dann ist die Löslichkeit von Sauer-
stoff IOmal so hoch wie im Fall'.· von Sauerstoff, der aus dem Abgas absorbiert wird. Daher erleichtert die Verwendung von Luft die Sauerstoffabsorption. Wird eine Blasensäulc zur Absorption des Sauerstoffs eingesetzt, dann beträgt der Saucrstoffpartialdruck im Falle einer Säule mit einer Höhe von IO m ungefähr das ISfache desjenigen eines Systems, gemäß welchem Sauerstoff in Form von freiein Sauerstoff in dem Abgas zugeführt wird. Auch im Hinblick auf die Löslichkeit stellt man fest, daß die ßlascnsäulc „'ine Sauerstoffabsorption in einer Menge gestattet, die für eine Oxydation von fiO% (4% x 15) des absorbierten SO2 erforderlich ist. Beträgt der SO,-Gehalt in dem Abgas beispielsweise 1660 ppm. dann errechnet sich das Luft volumen, das für die Oxydation von SO2 erforderlich ist, zu nur (0,00166) (^) = 0.00415. bezogen auf den Wert (1) der Menge des Abgases. Daher ist eine als Oxydationssäule dienende Blasensäulc sehr klein im Vergleich zu der Absorptionssäule, so daß folglich der Energiebedarf für das Luftgebläse zum Zuführen von Luft zur Durchführung der Oxydation unerheblich ist, und zwar auch dann, wenn der Druckverlust bis zu 1 kg/cnv beträgt.
Bei einem Verfahren, bei dessen Durchführung ein Gas. das sowohl SO2 als auch freien Sauerstoff enthält. in Kontakt mit einem Absorbens mit der Absicht gebracht wird, den freien Sauerstoff mit dem SO, reagieren zu lassen, ist es schwierig, vollständig das Schwefeldioxid zu absorbieren und bis zu einem wirksamen Ausmaß zu oxydieren, wenn nur der Sauerstoff verwendet wird, der in dem eingeführten Gas enthalten ist, und zwar auch dann, wenn ein Katalysator vorliegt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Geschwindigkeit, mit welcher Sauerstoff in dem wäßrigen Absorbens gelöst wird, geringer ist als die Geschwindigkeit, mit welcher die Auflösung von Schwefeldioxid erfolgt.
Durch die Erfindung werden die Nachteile derartiger Methoden überwunden, indem zuerst in einer ersten Absorbenszone und dann in einer Oxydationszone gearbeitet wird. Auf diese Weise läßt sich Schwefeldioxid wirksam aus Abgasen unter Einsatz einer Schwefelsäurelösung in der ersten Zone entfernen. Dann wird die Absorbens-Schwefelsäurelösung mit dem darin enthaltenen Schwefeldioxid der Oxydationszone zugeführt, welcher Sauerstoff oder Luft getrennt zusammen mit einem Katalysator zugeleitet wird.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Fließbild, das ein in der Praxis ausgeführtes Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Behandlung von Abgas wiedergibt,
Fig. 2 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Temperatur und dem Prozentsatz der Oxydation, bestimmt bei der Oxydation von Schwefeldioxid unter verwendung von Mn2+ und Fe3+ als Katalysator, darstellt,
Fig. 3 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Prozentsatz der Schwefeldioxidentfernung und der Zeit, bestimmt in einem Versuch, bei welchem Fe3+ eingesetzt wurde, nachdem der Mn2+-Katalysator in seiner Aktivität vermindert war, darstellt,
Fig. 4 bis 7 Fließbilder, die andere in der Praxis durchgeführte Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulichen,
Fig. 8 ein Diagramm, das die Änderung des Prozentsatzes der Schwefeldioxidentfernung und der Schwefelsäurekonzentration im Verlauf der Betriebszeit zeigt, bestimmt bei nach dem erfindung:sgemäßeii Verfahren durchgeführtem Betrieb.
Um die direkte Oxidation von Schwefeldioxid mit Sauerstoff in einem großen wirtschaftlichen Maßstab durchzuführen, ist das erste Erfordernis die Schaffung von Optimalbcdingungen für die Absorption von Sauerstoff. Für die Entfernung von Schwefeldioxid aus dem Gas ist der Druckabfall im Hauptgasstrom erwünschtermaßen so klein wie zulässig. Auch ist es
in notwendig, daß der bei dieser Behandlung verwendete Katalysator in der Lage sein sollte, seine Aktivität für eine lange Zeit beizubehalten. Bei dieser Sachlage macht die Erfindung von zwei getrennten Vorgängen Gebrauch, d. h. einer Sehwefeldioxidabsorption, bei der das in dem Gas vorhandene Schwefeldioxid von der absorbierenden Flüssigkeit zur Reinigung des Gases absorbiert wird, und eine Oxidation, bei der die nun das absorbierte Schwefeldioxid enthaltende Lösung der Oxidation in Gegenwart eines Oxidationska-
:ii talysators unterworfen wird. Bei der Oxidation wird die Lösung, die Schwefeldioxid absorbiert hat, /ur Absorption von Luft oder Sauerstoff unter für die Oxidation geeigneten Bedingungen veranlaßt. Hin Teil der wäßrigen Lösung der als Folge der Oxidation
:> erzeugten Schwefelsäure wird zur Absorption des Schwefeldioxids in Umlauf gesetzt.
So werden die Schwefeldioxidabsorption und die Absorption des Sauerstoffs voneinander getrennt unter jeweils geeigneten Bedingungen gemäß der Erfin-
Mi dung durchgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher ein großes Gasvolumen behandeln, das eine verhältnismäßig kleine Menge an Schwefeldioxid enthält, wobei der Druckabfall im Gasstrom auf einen sehr kleinen Umfang beschränkt ist. Die Sauerstoff -
'5 konzentration im gewöhnlichen Abgas ist kleiner als die Sauerstoffkonzentration in der Luft. Wenn Luft oder Sauerstoff für die Oxidation von Schwefeldioxid verwendet wird, steigt der Sauerstoffpartialdruck und die Sauerstofflösegeschwindigkeit wird beim Oxida-
4(1 tionsprozeß erhöht. Folglich führt die Verwendung von Luft oder Sauerstoff zu umfangreicher Zufuhr von gelöstem Sauerstoff, der für die beabsichtigte Oxidation gemäß diesem Verfahren erforderlich ist.
Die Menge der bzw. des zu diesem Zweck einzubla-
-t? senden Luft bzw. Sauerstoffs ist auffallend klein, verglichen mit der Menge gerade zu behandelnden Abgases. Daher hat der zur Sauerstoffabsorption notwendige Druckabfall keine wesentliche Wirkung auf Ausstattungs-, Betriebs- und andere Kosten.
5(i Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird das Schwefeldioxid enthaltende Gas für eine Leitung 5 in den unteren Abschnitt eines Schwefeldioxid absorbierenden Turms 1 eingebracht, in dem das Gas im Gegenstrom mit verdünnter Schwefelsäure (40 Gew.-% oder darunter) in Berührung gebracht wird, die über einen Schwefeldioxid oxidierenden Turm 2 und durch eine Leitung 9 gelaufen ist. Hier wird das in dem Gas vorhandene Schwefeldioxid durch die verdünnte Schwefelsaure absorbiert, und das Gas, das nun in gereinig-
Wi tem Zustand vorliegt, wird über eine Leitung 6 abgeleitet. Die Lösung, die Schwefeldioxid absorbiert hat, wird durch eine Pumpe 3 über eine Leitung 8 zu dem Schwefeldioxid oxidierenden Turm 2 befördert.
Inzwischen wird Luft oder Sauerstoff über eine Leitung 7 und eine einen Oxidationskatalysator enthaltende Lösung über eine Leitung 13 dem Schwefeldioxid oxidierenden Turm 2 zugeführt, worin sie mit der aus dem Schwefeldioxid absorbierenden Turm 1 be-
förderten Lösung in Berührung gebracht werden, um die Oxidation von in der Lösung enthaltenem Schwefeldioxid zu bewirken. EinTeil der in dem Schwefeldioxid oxidierenden Turm 2 gebildeten Schwefelsäure wird über die Leitung 9 in den Absorptionslurm 1 be- * fördert und darin als Absorptionslösimg für Schwefeldioxid verwendet. Wasser wir·.! über eine Leitung 12 /ugefu.'i/t. um die Lösung des Systems im Gleichgewicht zu halten. Zuweilen enthält das aus dem Oxidationsturm 2 ausgebrachte Gas das Schwefeldioxid, das m aus dem Oxidationslurm 2 mitgerissen winde. Dieses abgelassene Gas jedoch wird über eine Leitung 10 /um Absorplionsiurm 1 zurückgeführt, wobei das mitgi.'führte Schwefeldioxid durch die verdünnte Schwefelsäure vollständig absorbiert wird. So besteht i< keine Möglichkeit, daß Schwefeldioxid aus dem System entkommt. Wenn das aus dem Oxidationsturm 2 abgelassene Gas vollkommen frei ist von Schwefeldioxid, uiuü es iiiciii /um AbsoipiiiHiMinm ϊ zurückgeführt werden, sondern es kann in die Atmosphäre ab- :n gelassen werden. Das Gasvolumen, das von dem Oxidationsturm 2 /um Absorptionslurm 1 befördert wird, wild mittels eines Ventils eingestellt. Dieses Ventil 4 wird zur Erhöhung des Drucks innerhalb des Oxidationsturms 2 verwendet, um die Sauerstoffab- ;< sorplionsgeschwindigkeit zu erhöhen. In Abhängigkeil von der Leistung des Oxidationsturms 2 jedoch wiril diese Erhöhung des Drucks nicht immer für nötig befunden.
Ein Teil des absorbierten Schwefeldioxids wird im .<" Absor; Jonsturm 1 absorbiert, weil dieser Turm mit der Lösung beschickt wird, die den Oxidationskatalysator enthält und über die Leitung 9 befördert wird. Der Anteil an Schwefeldioxid, der oxidiert wird in diesem Turm, ist klein im Vergleich mit dem gesamten <> Schwefeldioxid, das zu oxidieren ist. Selbst wenn diese Oxidation in dem Absorptionsturm 1 erfolgt, weicht dies nicht vom Ziel der Erfindung ab. Die verschiedenen Arten des Absorptionsturms 1 umfassen solche mit Füllkörperkolonne. Riesclturm und Plattenturm. 4i> Erwimschtermaßen ist der Oxidationsturm 2 von der Art eines Sprudelturms. Für die Zufuhr von Luft kann bzw. können nur ein Lufteintritt oder zwei oder mehr Lufteintritte vorgesehen sein.
Die Arten dieser Türme sind nicht notwendigerweise auf die vorgenannten beschränkt. Jede Kombination von zwei Turm- bzw. Säulentypen können befriedigen, soweit die beiden ausgewählten Typen Optimalleistung für die Absorption von Schwefeldioxid und die von Sauerstoff bieten.
Die in dem Oxidationsturm 2 gebildete Schwefelsäure wird über eine Leitung 11 abgezogen und kann als ein Endprodukt verarbeitet werden.
Sie kann auch zu einem nachfolgend beschriebenen getrennten Verfahren weiter befördert werden, worin sie als Rohmaterial für die Gipserzeugung verwendet wird.
Wie zuvor erwähnt, werden die Absorption des Schwefeldioxids und die Oxidation der Losung, die das Schwefeldioxid absorbiert hat, in zwei getrennten wi Prozessen gemäß der Erfindung durchgeführt. Da diese Prozesse unter jeweils geeigneten Bedingungen durchgeführt werden können, kann das Schwefeldioxid wirksam oxidiert und zugleich die Wirksamkeit des über die Leitung 7 zugeführten Oxidationskatalysätors oberhalb einem ausreichenden Niveau aufrechterhalten werden. Erfindungsgemäß wird, selbst wenn die Katalysatoraktivität in gewissem Umfang durch Kontakt mit dem Abgas im Absorptionsturm 1 abgebaut wird, der Katalysator nach Erreichen des Oxidations!tirms in innige Berührung mit Sauerstoff hoher Konzentration gebracht und gewinnt folglich seine Aktivität zurück. Das bedeutet, daß der Oxidationsturm die Oxidation vein Schwefeldioxid bewirkt und zugleich den Oxidationskatalysator aktiviert. Diese Funktion der Katalysatoraktivierung ist besonders augenfällig beim Betrieb und der Verwendung von Fe ' als Katalysator. Wenn ein zweiwertiges Eisenion (dem die katalytische Aktivität fehlt), wie beispielsweise im FeSO4, zuerst zugegeben wird, wird das Eisenion nach und nach in das dreiwertige Eisenion im O.xidationsturm umgewandelt und wirkt in dieser umgewandelten Form wie irgendein gewöhnlicher Fc''-Katalysator.
Auf der Grundlage der Erkentnnis, daß die Katalysatoraktivierung beim F-V' -Katalysator besonders augenfällig wird, wurden Fe-Kaiaiysaioren besonders untersucht. Dabei wurde gefunden, daß bei Temperaturen oberhalb einer bestimmten Höhe der Fc''-Katalysator eine Aktivität zeigt, die ebenso groß ist wie die des Mir '-Katalysators, und das Fe" nicht vergiftet wird, während Mir ' der Katalysatorvergiftung unterliegt.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Temperatur und Prozent der Oxidation, bestimmt bei der Oxidation von Schwefeldioxid unter Verwendung von Mn ' und Fe" als Katalysatoren, darstellt. Bei dieser Oxidation wurde eine saure Lösung mit Schwefeldioxid, gelöst in 5(Gewichts-)%igcr Schwefelsäurelösung, zugeführt, und Luft wurde jeweils mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit in den Oxidationsturm geblasen, wobei die Temperatur der Lösung und die Katalysatorkonzentration in den angegebenen Bereichen variiert wurden, um den Prozentanteil der Oxidation des Schwefeldioxids zu bestimmen. In diesem Diagramm stellt die Kurve A die im Falle des Mn''-Katalysators erhaltenen Ergebnisse und Kurve B die im Falle des Fc'*-Katalysators erhaltenen Ergebnisse dar. Dem Diagramm ist zu entnehmen, daß im Falle des Mn:*-Katalysators der Prozentsatz der Oxidation sehr wenig durch die Temperatur beeinflußt wurde und über den gesamten verwendeten Temperaturbereich praktisch auf gleicher Höhe blieb, während im Falle des Fe""-Katalysators das Oxidationsverhältnis mit dem Temperaturanstieg anstieg und bei 40° C 50% erreicht wurden, ein Wert, der in den praktischen Bereich der Oxidation fiel. Steigt jedoch die Temperatur über 95° C, kann der Sauerstoff in der in den Oxidationsraum eingcblasencn Luft nicht länger so leicht von der Lösung absorbiert werden, wie wenn die Temperatur niedriger ist. Daher liegen die für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Temperaturen zwischen etwa 40 und 95° C, vorzugsweise zwischen 50 und 70° C. Was die Konzentration an Fe3+ betrifft, zeigt Fig. 2, daß der Prozentsatz an Oxidation praktisch der gleiche war, wenn die Oxidation bei 50° C unter Verwendung des Fe'+-Katalysators bei verschiedenen Konzentrationen von 1650 ppm, 5000 ppm und 10000 ppm durchgeführt wurde. Die Konzentration muß lediglich in den Bereich fallen, in welchem die Oxidation tatsächlich wirksam zu Ende geführt werden kann. Unter der Konzentration von 0,08 Gew.-% ruft der Katalysator kaum eine Wirkung hervor. Eine höhere Konzentration als 0,6 Gew.-% bringt keinen Anstieg der katalytischen Wirkung. Die bevorzugte Fe3+-Kon-
/.cnlnitiiin liegt im allgemeinen im Beidih von 0,1 his 0,25 Gew.-%.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das angibt, dall der Fe1' Katalysator stark giftbeständig war. In den Versuch wurde die Lösung, die durch Waschen eines Abgases aus der Asphaltverbrennung, das als ernstlieh katalysatorvergiftend angesehen wird, mit Wasser und Konzentrieren der entstehenden Lösung erhalten worden war, mit e.nem Betriebsaltcr von 5 Stunden in eine Vorrichtung (Punkt C in Fig. 3) gegeben, worin die Absorption und Oxidation von Schwefeldioxid aus dem mit Wasser gewaschenen Abgas der Asphaltvcrhreniumg bei etwa 50° C unter Verwent'u ig von 460 ppm eines Mir' -Katalysators durchgeführt wurde. Der Prozentsatz an Schwcfcldioxidcntferming fiel sofort von etwa K5% auf etwa 25%. Das F.nlfernungsverhältnis wurde auf die frühere Höhe zurückgebracht, wenn 5000 ppm des Fe"-Katalysators nachfolgend zugesetzt wurden. Die Ergebnisse dieser
H^trif'Kcvynii:«1 iuuron hoKcor *yj'¥ 1VCIiIi lief Betrieb ill\-
ter Verwendung des Mir''-Katalysators alleine durchgeführt wurde. Fig. 3 zeigt deutlich, daß der Fe''-Katalysator anders als der Mir '-Katalysator, durch die in dem Abgas vorhandenen Verunreinigungen, wie beispielsweise V,O5, NO, und organische und anorganische oxidierbare Substanzen, imvergiftet bleibt, und daß er eine Aktivität besitzt, die der des Mir ' -Katalysators bei den oben angegebenen erhöhten Temperaturen gleich ist.
Folglich übt das Fe" keinen gegenteiligen Effekt auf Mn:' aus. Um die gewünschte katalytische Aktivität in einem breiteren Temperaturbereich zu erhalten, ist es deshalb von Vorteil, Fe'' und Mir ' zusammen in Form eines Mischkatalysators zu verwenden. In diesem Mischkatalysator können die jeweiligen Konzentrationen der Komponenten in Übereinstimmung mit der Gastemperatur und der Menge und Art der beteiligten Verunreinigungen bestimmt werden. Bei der Behandlung eines Abgases aus einem Schwcfclgcwinnungssystemzum Beispiel kann der Prozentsatz der Oxidation bei praktisch der gleichen Höhe des Gastemperaturbereichs von M) bis SO" C unter Verwendung von 1700 ppm oder mehr Fe" und Mt ppm oder mehr Mir' erhalten werden.
Wird in dem Oxidationsturm 2 Luft verwendet, ist die Luftmenge erwünschtermaßen 2- bis 5mal so groß wie theoretisch erforderlich. Die Luftmenge kann leicht über dem Äquivalentgewicht liegen, wo beim Betrieb das Optimum der Absorptionswirksamkeit des Oxidationsturms liegt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Tatsache, daß der Absorptionsturm nicht nur streng für den einzigen Zweck der Absorption von Schwefeldioxid betrieben werden muß. Mit anderen Worten kann ein Teil des Schwefeldioxids in dem Absorptionsturm oxidiert werden. Die wäßrige Lösung der Schwefelsäure, die vom Oxidationsturm her in Umlauf gesetzt worden ist, enthält den Oxidationskatalysator. Ist in dem Absorptionsturm schon Sauerstoff absorbiert worden, tritt die Oxidation von Schwefeldioxid im Verhältnis zu der absorbierten Sauerstoffmenge ein. In diesem Sinne erweist sich das Gas, das Sauerstoff zusätzlich zum Schwefeldioxid enthält, als besonders vorteilhaft. Wird dem Oxidationsturm überschüssige Luft zugeführt, wird der überschüssige Sauerstoff vom Oxidationsturm zum Absorpticnsturm befördert, wo er bei der Oxidation von Schwefeldioxid verbraucht wird. Folglich dient der überschüssige Sauerstoff zur Verringerung der Beschickung des Oxidntionstnrms im Verhältnis zu seiner Menge.
Das Abgas aus einem Boiler hat im allgemeinen eine Temperatur im Bereich von 13(1 bis 170° C.
- Wenn dieses Abgas nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wird, wird das Gas zuerst in den Absorptionsturm eingeleitet, worin es mit der absorbierenden Flüssigkeit in Berührung kommt und folglieh seine Temperatur scharf gesenkt wird. Inzwischen
in wird das in der absorbierenden Flüssigkeit vorhandene Wasser aufgi und der Hitze des Gase«, verdampft. Das Wasser verdampft weiter in das Gas hinein, bis das Gas praktisch vollständig mit dem Dampf gesättigt ist. Folglich hat das Gas. das aus dem Absorptionstui m
ι s ausgebracht wird, im allgemeinen eine Temperatur im Bereich von 50 bis 70° C, obgleich dies mit der Gastemperatur am Einlaß des Turms, der Gaszu'ammensetzung, insbesondere dein Feuchtigkeitsgehalt in dem Gas und der Massen- und Wärmeübertragungs-
Δ yuzi »rr*t
wird tlie Lösung, die Schwefeldioxid absorbiert hat und nun zum Oxidationsturm gefördert wird, auf eine für die Verwendung von Fe" als Katalysator geeignete Temperatur gebracht. Deshalb kann das Abgas aus dem Boiler oder irgendeinem anderen Verbrennungsofen behandelt werden, ohne das Gas kühlen oder durch irgendeine äußere Quelle erhitzen zu müssen. Im Falle eines Gases mit einer niederen Temperatur kann die Absorption von Schwefeldioxid in vorteilhafter Weise in einem niederen Temperaturbereich durchgeführt werden, und die nachfolgende Oxidation von Schwefeldioxid kann durchgeführt werden, nachdem die Temperatur der absorbierenden Flüssigkeit wie erforderlieh erhöht worden ist. Bei der Behandlungeines Gases, das mit Ruß und Staub verschmutzt ist, kann ein Vorwasehturm, bestimmt zur Entfernung von Ruß und Staub, angeordnet sein, wo das Gas dem erfindungsgemäßen Absorptionsturm zuströmt.
Fig. 4 ist ein Fließschema, das eine Vorrichtung veranschaulicht, die in vereinfachter Form den Absorptionsturm und den Oxidationsturm der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform kombiniert.
Das Schwefeldioxid enthaltende Gas wird über eine Leitung 5 in den mittleren Abschnitt des Ahsorptions-Oxidalionsturms 14 eingeführt. In der Absorptionskammer 15 wird das Gas mit verdünnter Schwefelsäure in Berührung gebracht, die von dem oberen Teil des Turms 1 herabgeflossen ist, so daß das in dem von der Säure absorbierten Gas enthaltene Schwefeldioxid darin enthalten ist. Das nach dieser Behandlung erhaltene gereinigte Gas wird über eine Leitung 6 aus dem System ausgebracht. Die verdünnte Schwefelsäure, die Schwefeldioxid absorbiert enthält, fließt nach unten in eine Oxidationskammer 16, in der sie mit Sauerstoff oder Luft in Berührung gebracht wird-, der bzw. die über eine Leitung 7 zugeführt wird, mit dem Ergebnis, daß das absorbierte Schwefeldioxid in Gegenwart eines über die Leitung 13 eingebrachten Katalysators oxidiert wird. Die gebildete Schwefelsäure wird als ein Produkt über eine Leitung 11 abgezogen, während ein Teil von ihr über eine Leitung 9 zu der Absorptionskammer 15 befördert und darin als absorbierende Flüssigkeit für Schwefeldioxid verwendet wird. Das in der Oxidationskammer 16 durch die Luft mitgerissene Schwefeldioxid wird wieder von der verdünnten Schwefelsäure in der Absorptionskammer 15 absorbiert. So kann die Oxidation von
schwefeldioxid bis zur Vollendung durchgeführt werden. Der Oxidationskatalysauu, der über eine Leitung 13 zugeführt wird, wirkt im wesentlichen in der gleichen Weise wie in dem Ausführungsheispiel von Fig. I. Der Katalysator wird bei Nachlassen der Aktivität mit Sauerstoff in der Oxidationskammer nach dem gleichen Prinzip aktiviert. Obgleich der Turm eine vereinheitlichte Konstruktion ist, sind der Schwefeldioxid absorbierende und der Oxidationsprozeß getrenni und können deshalb das Gas unter jeweils optimalen Bedingungen behandeln. Diese Ausführungsform der [Erfindung erweist sieh als besonders vorteilhaft, wo der verfügbare Hudenraum klein ist.
Das Fließschema der Fig. 5 veranschaulicht eine Aiisführimgsform. bei der die Oxidationskammer der Vorrichtung der Fig. 4 teilweise abgewandelt ist. Der Absorptions-Oxidationsturni 14 ist in eine Schwefeldioxid absorbierende Kammer 15 und eine Sehwefelweiden. Andererseits kann die gewünschte turbule.ite Strömung ties Gemisches dadurch erzeugt werden, daß Luft oder Sauerstoff, bestimmt zur Zufuhr zum das Schwefeldioxid oxidierenden Turm 2, oder Luft für einen anderen Zweck in den Kristallisationsbehälter il durch den Boden eingeblasen wird. Die Aufschlämmung, die die in dem Kristallisationsbehältcr gebildeten Gipskristalle enthält, wird von einer Pumpe 22 abgezogen und dann zu einem Fest-Flüssig-Scheider 23 gefördert, worin sie in Kristalle und Mutterlauge getrennt wird. Die Kristalle können, wenn gewünscht, mit Wasser gewaschen werden, um Gips von guter Qualität in Form von Caleiumsulfal-Dihydrat zu liefern, und dann durch einen Auslaß 27 des Scheiders 23 ausgebracht. Das durch das Waschen der Kristalle angefallene Abwasser und die Mutterlauge, die den Oxidationskatalysator enthält und iiach der Kntfcmung der Kristalle hinterbleibt, werden beide zu einem Mutterhiugenbehälter 24 geschickt
I H.I IICIIIII
Abteilplattc 17, die an ihrer Basis mit einem Rohr verschen .^t, angeordnet wird. Die verdünnte Schwefelsäure, die Schwefeldioxid in tier Absorplionskammer 15 absorbiert hat, läuft über einen Durchtritt 18 in den unteren Teil der Oxidationskammer 16. worin sie mit Sauerstoff oder Luft in Berührung kommt, der bzw. die über eine Leitung 7 zugeführt wird, so daß das Schwefeldioxid damit oxidiert wird. Alles überschüssige Gas in der Oxidationskammer 16 kann in die Absorptionskammer durch Gasaufstiegsöffnungen 19 eintreten, die durch die Abteilungsplatte 17 hindurch gebildet sind. So sei äfft die Abteilungsplatte getrennten Durchtritt für das (Jas und die Flüssigkeit, um konkurrierende Strömung /wischen den beiden Zuständen der Flüssigkeit in dem Oxidator aufzubauen. Folglich hat diese Ausführungsform genau die gleiche Funktion wie die der Vorrichtung gemäß Fig. I, die den Absorptionsturm und den Oxidations-Uirm als getrennt gebaute Einheiten umfaßt.
Fig. h ist ein Fließschema, das ein Verfahren zur Herstellung von Gips darstellt, unter Verwendung der in dem Oxidationsturm 2 zu bildenden Schwefelsäure, um ein Beispiel für die Verwendung der als Nebenprodukt gebildeten Schwefelsäure anzuführen. Unter Bezugnahme auf das Diagramm gelangt das Gas. das über eine Leitung 5 in den Absorptionsturm 1 eingeleitet wird, in Gegenstrombcrührung mit der verdünnten Schwefelsäure, die vom oberen Abschnitt des Turms 1 herabfließt, so daß das darin enthaltene Schwefeldioxid durch die Säure absorbiert wird. Das so durch die Entfernung von Schwefeldioxid gereinigte Gas wird über eine Leitung 6 aus dem System ausgebracht. Die Flüssigkeit, die das Schwefeldioxid absorbiert hat, wird durch eine Pumpe zum Oxidationsturm 2 befördert, wo sie mit Sauerstoff oder Luft in Berührung kommt, der bzw. die durch eine Leitung? zugeführt wird, so daß das in ihr enthaltene Schwefeldioxid oxidiert wird. Ein Teil der im Oxidationsturm 2 gebildeten Schwefelsäure wird zum Absorptionsturm 1 zurückgeführt, während der übrige Teil der Schwefelsäure über eine Leitung 11 zu einem Kristallisationsbchälter 20 geführt wird, der mit einem Rührwerk ausgestattet ist. Die wäßrige Lösung der Schwefelsäure, die in den Kristallisationsbehältcr eingeführt worden ist, reagiert mit einer Calcium enthaltenden alkalischen Flüssigkeit, die über eine Leitung 21 zugeführt wird. Die Reaktion ergibt Gips. Als Rührwerk kann ein mechanischer Rührer eingesetzt tun. i.vittiiig j.«r /.hui ninui jiuirrn-
turm 1 mittels einer Pumpe 25 in Umlauf gesetzt. Die nach dei Entfernung der Kristalle hinterbleihende Mutterlauge muß nicht immer zum Absorptionsturm zurückgeführt weiden. Sie kann zum Oxidatio'isturm 2 oder in ein anderes geeignetes Verfahren zurückgeführt werden.
Diese Ausführungsform läuft auf ein zusätzliches Gipsherstellungsverfahren zu der in Fig. I veranschaulichten Vorrichtung hinaus. Es erübrigt sich, darauf hinzuweisen, daß das zuvor beschriebene Gipsherstellungsverfahren in die in Fig. 4 oder in Fig. 5 veranschaulichte Vorrichtung miteinhczogcn werden kann.
Fig. 7 ist ein Fließschema, das eine Vorrichtung veranschaulicht, die durch Eiinhcziehen eines zur Entfernung von Ruß und Staub durch Waschen bestimmten Vorbehandlungsverfahrens in die Vorrichtung der Fig. Ci gebildet wurde, um eine vereinheitlichte Betriebsweise der Abgasbehandlung zu ermöglichen.
Das Abgas aus dem Boiler hat gewöhnlich eine Temperatur im Bereich von 130 bis 17O" C. Es wird über eine Leitung 29 in einen Rußabscheider 28 eingeführt, worin es mit der vom oberen Teil des Abscheiders nach unten eingespritzten Mutter'auge gewaschen wird. Pr in dem Gas enthaltene Λιιβ und Staub werden lurch die Flüssigkeit entfernt.
Gleichzeitig wird nasser verdampft, bis das gerade eingeblasene Gas praktisch vollständig mit Wasser gesättigt ist. Das durch den Abscheider 28 geführte Gas wird auf 40 bis 70° C gekühlt. Eine für den Abscheider 28 vorgesehene Leitung 30 soll Wasser als Nachschub für das Wasser nachliefern, das bei Berührung mit dem Gas verdampft ist. Am Boden dieses Abscheiders 28 wird die wäßrige Lösung gesammelt, die nun solche festen Stoffe wie Ruß und Asche enthält, ferner teilweise gelöstes Schwefeldioxid, Schwcrmetalle, unverbrannte organische Verbindungen usw. als Folge der Berührung mit dem Abgas. Diese wäßrige Lösung wird von einer Pumpe 21 zu einem Filter 32 gefördert, um von den festen Stoffen befreit zu werden. Danach wird die wäßrige Lösung zum Schwefeldioxid-Absorptionsturm 1 geschickt. Diese wäßrige Lösung kann direkt zum Schwefcidioxid oxidierenden Turm 2 geführt werden, ohne durch den Absorptionsturm 1 geschickt zu werden. Die Feststoffe, die vom Filter 32 abgetrennt wurden, werden aus dem System entfernt und durch eine geeignete Maßnahme beseitigt. Die entfernten Feststoffe können in dem als Ne-
bcnprodukt erhaltenen Gips eingemischt werden, wenn sie nur in kleiner Menge auftreten oder wenn die Verwendung des Nebenprodukt-Gipses durch das Vorhandensein solchen Fremdmaterials nicht beeinträchtigt wird. Statt den Filter 32 zu verwenden, kann die Waschflüssigkeit des Abscheiders 28 von einer Pumpe 31 zum Absorptionsturm 1, zum Oxidationsturm 2 oder zu einem Kristallisationsbehälter 20 gefördert werden, so daß die Feststoffe gegebenenfalls in den Gips eingemischt werden können. Das von Feststoffen befreite Gas wird über eine Leitung 5 zum Boden des Schwefeldioxid absorbierenden Turms 1 geführt, worin es im Gegenstrom mit der wäßrigen Lösung von Schwefelsäure in der gleichen Weise wie im AbsorptionsturmderFig. 6 in Berührung gebracht wird, so daß das in dem Gas enthaltene Schwefeldioxid absorbiert-wird. Schweflige Säure, die Schwefeldioxid im Absorptionsturm 1 absorbiert hat, wird im Oxidationsturm 2 unter Bildung der wäßrigen Schwefelsäurelösung oxidiert. Ein Teil dieser wäßrigen Schwefelsäureiösung wird zum Absorpttuitsturtn 1 zurückgeführt und darin als Absorptionsflüssigkeit verwendet. Der verbleibende Anteil der wäßrigen Lösung wird zum Kristallisationsbehälter 20 geschickt, wo er mit einer Calcium enthaltenden alkalischen Lösung zur Bildung einer Gipskristalle enthaltenden Aufschlämmung reagieren kann. Die Aufschlämmung wird durch einen Fest-Flüssig-Scheider in die Gipskristalle und die Mutterlauge aufgetrennt. Die Mutterlauge wird von einer Pumpe 25 zu dem Ruß-Siaub-Abschcider 28 zurückgeführt und darin als Waschflüssigkeit verwendet. Selbst wenn ein solches Behandlungsverfahren eingebaut ist, kann die Erfindung eine wirksame Behandlung des Gases schaffen, ohne zu erlauben, daiß das Abwasser aus der Behandlung des Gases aus dem System abgelassen wird.
Durch Einbeziehen eines solchen Gipsherstellungsverfahrens kann das erfindungsgemäße Gasbehandlungsverfahren die gewünschte Entfernung von Schwefeldioxid aus dem Gas bewerkstelligen, ohne Abwasser aus der Behandlung aus dem System entkommen zu lassen. Zugleich liefert es einen völlig harmlosen Gips als Nebenprodukt.
Eine vollkommene Lösung des Problems der Umweltverschmutzung, ausgelöst durch das Gas, beruht darin, die absolute Menge an entlassenem Schwefeldioxid zu vermindern. Das erfindungsgemäße Verfahren kann Schwefeldioxid zu nahezu 100% entfernen und ermöglicht vollständige Entfernung von Ruß und Staub, die von dem Abgas mitgerissen werden. Vom Standpunkt der Verhinderung einer Schädigung der Öffentlichkeit ist dies ein herausragendes Verfahren.
Nachfolgend sind Arbeitsbeispiele gemäß der Er· findung beschrieben, ohne sie jedoch hierauf zu beschränken.
Beispiel 1
Ein Gas, das sich aus 0,3 Vol.% SO2, 2 Vol.% O2 und Rest N2 zusammensetzte und eine Temperatur von 56° C hatte, wurde mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 40 Nm3Zh einem mit Rasehig-Ringen von 5 mm Durchmesser gefüllten Füllkörperturm (200 mm Durchmesser und 3000 mm Höhe) zugeführt. Durch den oberen Teil des Fiillkörperturms wurden 5 Gew.-% verdünnte Schwefelsäure mit einem Gehalt von 200 ppm Mn2+ über einen Oxidationsturm mit einer Geschwindigkeit von 1000 l/h zugeführt. Dieses Gas wurde mit der verdünnten Schwefelsäure innerhalb des Füllkörpertunns in Berührung gebracht, mit dem Ergebnis, daß das in dem Gas vorhandene Schwefeldioxid von der verdünnten Schwefelsäure absorbiert und das gereinigte Gas über den oberen Teil des Füllkörpcrturms ausgebracht wurde. Mit Hilfe einer Pumpe wurde die Flüssigkeit, die Schwefeldioxid absorbiert hatte, kontinuierlich vom Boden des Füllkörperturms abgezogen und mit einer Geschwindigkeit von 10QO 1/h einem Oxidati) tionsturm zugeführt, der 200 mm im Durchmesser und 6000 mm in der Höhe maß und an seinem unteren Teil mit einer Verteilerplattc für Luftzufuhr versehen war. Wurde Luft mit einer Geschwindigkeit von l,44NnrVh eingeblascn, ließ die Verleilerplatte die Luft in Form feiner Blasen in dem Oxidationslurm aufsteigen. Als Katalysator wurde die MnI+-Lösung intermittierend in den Oxidationsturm eingebracht, so daß die Katalysatorkonzentration oberhalb 100 ppm Mn2+ gehalten wurde.
2ii Wenn die von dem Füllkörperturm geförderte verdünnte Schwefelsäure mit Sauerstoff im Oxidationsturm in Berührung kam, wurde das in der Säure enthaltene Schwefeldioxid oxidiert, so daß die Konzentration an Schwefelsäure mit einer Geschwindigkeit von 0,298 Gew.-% pro Stunde stieg. Durch kontinuierliches Abziehen von Schwefelsäure durch das obere Ende des Oxidationsturms mit einer Geschwindigkeit von 4,2 l/h nach dem Verlauf von 10 Stunden konnte die Schwefelsäuri:konzentration in dem System bei .κι etwa 8 Gew.-% gehalten werden. Die in dem System im Kreis geführte Flüssigkeit blieb im Bereich von 47 bis 53° C.
Das über das obere Ende des Oxidationsturms abgelassene Gas wurde zum Boden des Füllkörperturms π zurückgeführt, um Absorption von in dem abgelassenen Gas vorhandenem Schwefeldioxid auszulösen. So hatte das durch das obere Ende des Füllkörpcrturms abgelassene Gas eine Schwefcldioxidkonzcntration von 0,006 bis 0,004 Vol.%.
Beispiel 2
Ein Gas mit einem höheren Sauerstoffgehalt als das Gas von Beispiel 1 wurde unter Verwendung des gleichen Absorptionsturms und Oxidationsturms wie in Beispiel 1 behandelt.
Zuerst wurde eine 5gew.%ige Schwefelsäurelösung mit einer Temperatur Von 50° C und einem Gehalt von 400 ppm Mn2+ zwischen dem Füllkörperturm und dem Oxidationsturm mit einer Geschwindigkeit von
5Ii 812 l/h in Umlauf gesetzt. Inzwischen wurde Luft mit
einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,84 NmVh in den Oxidationsturm durch die am unteren Teil der Säule angebrachte Verteilerplatte eingeblasen.
Ein Gas mit einer Temperatur von 60° C und be-
stehend aus 0,240 Vol.% SO2, 20,3 Vol.% O2 und Rest N2 wurde mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 30,2 NmVh über den Boden in den Füllkörperturm eingeführt. Analytisch wurde in dem durch das obere Ende des Füllkörperturms abgelassenen Gas
Mi eine Schwefeldioxidkonzentration von 60 bis 200 Vofumen-ppm gefunden.
Wenn die gebildete Schwefelsäure mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 3,7 l/h durch das obere Ende des Oxidationsturms abgezogen wurde, wurde
Λ5 die Konzentration von Schwefelsäure in der umlaufenden Flüssigkeit auf einer Höhe von etwa 5,6 Gew.-% gehalten. Die Katalysatorkonzentration wurde im Bereich von 200 his400ppm an Mn2* durch
15 16
intermittierende Zufuhr von NinSOj-Schwefelsäurc- Schwefeldioxid aus dem Gas zu bewirken.
Lösung gehalten. Der Absorptions-Oxjdationsturm maß 800 mm im
Von der aus dem Füllkörperturm austretenden Durchmesser und 13000 mm Länge über alles. Die Flüssigkeit wurden am Ausgang der Pumpe Proben im oberen Teil dieses Turms gebildete Absorptionsentnommen und analysiert. Die Schwefeldioxidkon- s kammer wurde mit Rascm'g-Ringen bis zu einer Höhe zentration in dieser Flüssigkeit wurde zu 0,021 Gew.- von 5000 mm gefüllt. Die im unteren Teil der Anlage % gefunden. Im Falle, daß die Flüssigkeit über den gebildete Oxidationskammer war praktisch leer, oberen Teil des Oxidationsturms fließt, wurde die außer daß zehn Siebplatten in gleichen Abständen an-Schwefeldioxidkonzentration zu 0,0004 Gew.-% er- geordnet waren, um so Rückmischen von Flüssigkeit mittelt. Schwefeldioxid wurde praktisch vollständig in zu vermeiden.
vom Absorptionsturm absorbiert. Am Boden des Das Gas bestand aus 1,2% SO2, 3,8% CO2, 1,6%
Füllkörperturms jedoch wurde kein Zeichen dafür ge- O2 und 3,9% H2O (jeweils Volumen), Rest N2. Es funden, daß die Oxidation von Schwefeldioxid zu SO3 wurde mit einer Strömungsgeschwindigkeit von stattgefunden hatte. 1000 NmVh bei 170° C unter Normaldruck einge-
15 führt. Inzwischen wurde die Flüssigkeit mit einer Ge-Beispiel 3 schwindigkeit von 30 m3/h über den Boden der Vor-
Aus einem Boiler freigesetztes Abgas wurde unter richtung mittels einer Pumpe abgezogen. Die Verwendung der gleichen Vorrichtung wie in Bei- abgezogene Flüssigkeit wurde in die Absopp'jonsspiel 1 behandelt. kammer über den oberen Teil eingebracht und darin
Mit Hilfe der Pumpe wurde die 5gew.-%ige wäß- 20 als Absorptionsflüssigkeit verwendet. Die Luft wurde rige Schwefelsäurelösung mit einer Temperatur von mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 80 NnvVh 50° C und einem Gehalt von 200 ppm an Mn2+ mit durch die am unteren Teil der Vorrichtung angeordeiner Strömungsgeschwindigkeit von 980 l/h zwischen nete Gasverteilerplatte eingeblasen, um so die Oxidadem FüllKörperturm und dem Oxidationsturm in Um- tion der von der Absorptionskammer aufsteigenden lauf gesetzt. Inzwischen wurde Luft mit einer Strö- 25 Schwefeldioxidlösung durch in der Luft vorhandenen mungsgeschwindigkeit von 1,32NmVh durch den O2 zu ermöglichen. Die Schwefeldioxidkonzentration Boden in den Oxidationsturnn geblasen. in dem über den oberen Teil der Vorrichtung abgelas-
Dann wurde der Rauch aus dem Boiler, der aus senen Gas wurde im Bereich von 50 bis 100 ppm ge-9,9Vol.% H2O, 12,2Vol.% CO2, 2,7 Vol.% O2, halten. Die gebildete Schwefelsäure wurde mit einer 74,9 Vol.% N2 und 0,13 Vol.% SO2 bestand, auf 30 Geschwindigkeit von 0,86 m3/h abgezogen, und Was-159° C gekühlt und sofort mit eiiner Strömungsge- ser wurde kontinuierlich in die Vorrichtung eingeschwindigkeit von 32,2 NmVh dem Füllkörperturm bracht, so daß der Flüssigkeitsspiegel darin kondurch den Boden zugeführt. Das am oberen Ende des stant gehalten werden konnte. Die Schwefelsäure-Absorptfonsturms austretende Gas hatte eine Aus- konzentration der Flüssigkeit war etwa 5,8 bis trittstemperatur von 57° C und eine Schwefeldioxid- 35 6,2 Gew.-%.
konzentration im Bereich von 80 bis 240 ppm. Das Fe1+ in dem Katalysator wurde durch Lösen
Die Schwefelsäurekonzentration wurde auf einer von Fe2 (SO4J3 in Was^ sr eingestellt. Es wurde interHöhe von etwa 5,9 Gcw.-% gehalten, indem die ge- mittierend eingebracht, so daß die Katalysatorkonbildete Schwefelsäure mit einer Geschwindigkeit von zentration innerhalb der Vorrichtung im Bereich von 4,6 l/h abgezogen wurde. Um den Wasserverlust 40 300 bis 500 ppm als Fe3+ gehalten werden konnte, durch Verdampfung innerhalb des Füllkörperturms zu Die Gastemperatur wurde auf etwa 49° C als Folge ersetzen, wurde Wasser mit einer Strömungsge- des Übergehens von Dampf in Gas gesenkt. Die Temschwindigkeit von 2,6 l/h zugeführt, wobei der Flüs- peratur der umlaufenden Flüssigkeit war 46° C.
sigkeitspegel innerhalb des Füllkörperturms konstant
gehalten wurde. 45 Beispiel 5
Die vorgenannte Betriebsweise wurde kontinuier- Der aus einem Boiler bei Verwendung von Asphalt
lieh für 57 Std. durchgeführt. Nach diesem Zeitraum als Brennstoff austretende Rauch, der sich aus 0,3% stieg die Schwefeldioxidkonzentration in dem aus dem SO2, 9,9% H2O, 12,2% CO2, 2,7% O2, 74,9% N2 oberen Teil des Füllkörperturms austretenden Gas (jeweils Volumen) und einer Spur Verunreinigungen nach und nach an und erreichte innerhalb 4 Stunden 50 zusammensetzte, wurde mit einer Geschwindigkeit 900 ppm. An diesem Punkt trat eine Verschlechte- von 13 bis 17 Nm3/h einem Wäscher zugeführt, worin rung der Oxidation auf. die Verunreinigungen zum Boden des Wäschers hinin der 64. Betriebsstunde wurde die Strömungsge- abgewaschen wurden. Das so gewaschene Gas wurde schwindigkeit der in den Oxidationsturm eingeblase- dann zu einem Schwefeldioxid absorbierenden Turm nen Luft auf 5 NmVh gesteigert und auf dieser Höhe 55 vom Füllkörpertyp mit 200 mm Durchmesser gevorübergehend für etwa 4 Std. gehalten. Daraufhin schickt, worin es mit der wäßrigen Lösung von Schwefiel die Schwefeldioxidkonzentration in dem Gas, das feisäure mit einer Temperatur von etwa 52° C und aus dem Füllkörperturm austrat, auf 90 ppm. Danach einem Gehalt an 5000 ppm Fe3+ in Berührung geblieb die Schwefcldioxidkonzentration am Austritt im bracht wurde, so daß Schwefeldioxid durch Absorp-Bereich von 80 bis 130 ppm, selbst wenn die Strö- so tion entfernt wurde. So wurde die Schwefeldioxidkonmungsgeschwindigkeit der Luft auf 1,5 NmVh gesenkt zentration in dem Gas auf 50 ppm gesenkt. Dann wurde. wurde die wäßrige, Schwefeldioxid enthaltende
Schwefelsäurelösung vom Boden des Absorptions-Beispicl 4 turms zum Oxidationsturm vom Blasentyp von
Das von einer Schwefelgewinnungsanlagc abgcgc- es 200 mm Durchmesser gefördert, worin es mit Luft in bcne Gas wurde durch eine Vorrichtung ähnlich der Berührung kam, die mit etwa 53° C eingeblasen in Fig. 4 gezeigten geschickt, wobei Fc1+ als Kataly- wurde, um gründliche Oxidation von gelöstem Schwesator verwendet wurde, um die Entfernung von feldioxid zu bewirken. Die Flüssigkeit vom oberen
Teil des Oxidationsturms wurde als Absorptionsflüssigkeit verwendet. Beim Anzeichen eines Anstiegs der SchwefeisäurekonzerUration wurde die Flüssigkeit intermittierend abgezogen, um d'u Schwefelsäurekonzentration in der gerade behandelten Flüssigkeit im Bereich von 6 bis 8 Gew,-% halten zu können.
Fig. 8 gibt graphisch den Ablauf des Betriebs dieses Arbeitsbeispiels gegen den Zeitverlauf wieder. Die obere Linie zeigt die Änderung des Prozentsatzes der Schwefeldioxidoxidation im Zeitverlauf, und die untere Darstellung die der Schwefelsäurekonzentration im Oxidationsturm.
Nach Ablauf von 4 bzw. 90 Stunden (Punkt D in Fig. 8) wurden jeweils 401 der Waschflüssigkeit, die im Wäscherin der Vorbehandlung vor der Absorption verwendet wurde und folglich Verunreinigungen aus dem Gas gesammelt hatte, der Absorptionsflüssigkeit innerhalb des Absorptionsturms zugesetzt, um zu untersuchen, wie die Verunreinigungen den in der Flüssigkeit enthaltenen Katalysator vergiften würden. Katalysatorvcfgiftung würde, wenn überhaupt durch die Verunreinigungen induziert, natürlich als schwerwiegender Abfall im Prozentsatz der Oxidation von Schwefeldioxid in Erscheinung treten. Die Darstellung zeigt jedoch klar, daß der Katalysator keineswegs vergiftet wurde. Zum gleichen Zwecke wurden 20 I der bei der Entfernung von öips anfallenden Mutterlauge, erzeugt durch Zusatz von Kalk zur abgezogenen Schwefelsäure, nach Ablauf von 72 Betricbsstundjn (Punkl E in Fig. 8) abgenommen und der Absorptionsflüssigkeit zugesetzt. Es wurde jedoch kein Anzeichen für Katalysatorvergiftung gefunden, die der Wirkung von aus dem Kalk stammenden Verunreinigungen zuzuschreiben gewesen wäre.
Die Einstellung der Schwv. elsäurckonzcntration, wie in der oberen Darstellung (Punkt F in Fig. 8) angegeben, bedeutet einen Vorgang, der darin bestand, die wäßrige Schwcfelsäurdösung vom Oxidationsturm abzuziehen und schlicht Wasser dem Oxidationsturm ersatzweise zuzusetzen, wobei jedesmal die Schwefelsäurekonzentration im Oxidationsturm auf annähernd 8% stieg. Die untere Darstellung zeigt klar, daß die Schwcfclsäurckonzcntration jedesmal gesenkt wurde, wenn sie eingestellt wurde.
Die Angaben von Fig. X unterstützen daher den Schluß, daß der Katalysator unvcrgiftct bleibt und die Oxidation von Schwefeldioxid für eine lange Zeit stabil weiterläuft, selbst wenn Verunreinigungen eine Möglichkeit finden, in die in dem System umlaufende Flüssigkeit zu gelangen.
Beispiel 6
Mit 159° C aus einem Boiler unter Verwendung von Asphalt als Brennstoff abgegebener Rauch, der sich aus 0,3% SO2, 9,9% H2O, 12,2% CO2, 2,7% O2, 74,9% N2 (jeweils Volumen) und 1,8 g/Nm' Ruß und Staub zusammensetzte, wurde in einet Vorrichtung ähnlich der in Fig. 7 gezeigten behandelt. Der Rauch wurde anfangs mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1000 NmVh dem Rußwäschcr zugeführt. In dem Wäscher wurde er mit der wäßrigen Lösung, die mit einer Geschwindigkeit von 300 l/h von dem Mutterlaugcnbchälter eingespritzt wurde, gewaschen, so daß das Gas von. mitgeführten Feststoffen befreit wurde. Das auf etwa (S4° C abgekühlte austretende Gas wurde zu dem Schwefeldioxid absorbierenden Turm des Füllkörpertyps von 700 mm Durchmesser gschickt, worin es mit der wäßrigen Lösung der mit einer Geschwindigkeit von 50 mVh vom Oxidationstwrm zugeführten wäßrigen Schwefeisaureiösung in Berührung gebracht wurde. Darauf wurde das Gas in die atmosphärische Luft gelassen. Das so aus dem System abgelassene Gas hatte, wie gefunden wurde, eine Schwefeldioxidkonzcntration im Bereich von 80 bis 140 ppm.
Die absorbierende Flüssigkeit und die Flüssigkeit, die in dem Wäscher benutzt worden ist, wurden je-
Hi weils mit Geschwindigkeiten von etwa 50000 l/h und etwa 230 l/h zum Oxidationsturm gefördert, worin sie in innigen Kontakt mit Luft gebracht wurden, die mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 50 NmVh zugeführt wurde, was die Oxidation von Schwefeldioxid
•5 auslöste. Die Flüssigkeit enthielt in diesem Fall etwa 2500 ppm Fe1+ und 100 ppm Mn2+ als Katalysator. Die gebildete wäßrige Schwcfelsäurdösung wurde mit einer Geschwindigkeit von 230 l/h vom Oxidationsturm zum Kristallisationsbehälter gefördert und in in-
2" nige Berührung mit Kalkstein gebracht, der mit einer Rate von 12.7 kg/h zur Erzeugung von Gips zugesetzt wurde. Die entstehende Aufschlämmung wurde zum Zentrifugalabscheider geschickt und durch ihn in Gipskristallc und Mutterlauge aufgetrennt. Die Muttcrlauge wurde zum Rußwäschcrzurückgeführt. Diese Abtrennung erzeugte Gipskristalle mit einer Rate von etwa 20,4 kg/h Sie wurde zur Herstellung von Gipsplatten für geeignet befunden.
,„ Beispiel 7
Bei 159° C aus einem Boiler unter Verwendung von Schweröl als Brennstoff austretender Rauch mit einer Zusammensetzung von 0,1 % SO,, 10,1 % H1O, 12,2% CO2, 2,7% O,, 74,9% N, (jeweils Volumen)
.W und 0,2 g/Nm1 an Ruß und Staub wurde anfangs mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1000 NmVh einem Rußwäscher, wie in Fig. 7 dargestellt, zugeführt. Im Wäscher wurde er mit der wäßrigen Lösung gewaschen, die mit einer Geschwindigkeit von 100 l/h aus
α« dem Mutterlaugcnbchälter eingespritzt wurde, so daß das Gas von mitgerissenen Feststoffen befreit wurde. Das ausströmende Gas, auf etwa 64° C abgekühlt, wurde zu dem Schwefeldioxid absorbierenden Turm des Füllkörpertyps von 700 mm Durchmesser geschickt, worin es in Berührung mit der wäßrigen Schwcfelsäurdösung kam, die mit einer Geschwindigkeit von 50 nrVh vom Oxidationsiurm zugeführt wurde. Danach wurde das Gas in die atmosphärische Luft entlassen. Das so aus dem System ausströmende
so Gas hatte, wie gefunden wurde, eine Schwefeldioxidkonzcntration im Bereich von 20 bis 50 ppm.
Die absorbierende Flüssigkeit und die Flüssigkeit, die in dem Wäscher verwendet worden war, wurden jeweils mit Geschwindigkeiten von etwa 50000 l/h und etwa 80 l/h zum Oxidationsturm gefördert, worin sie mit Luft in innige Berührung gebracht wurden, die mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 30 NmVh eingeleitet wurde, was die Oxidation von Schwefeldioxid bewirkte. In diesem Falle enthielt die
mi Flüssigkeit etwa 3000 ppm Fe'f als Katalysator. Die gebildete wäßrige Schwefclsnurelösting wurde mil einer Geschwindigkeit von 80 l/h vom Oxidationsturm zum Kristallisationsbehälter gefördert und mit Kalkstein in Berührung gebracht, der mit einer Geschwin-
(.5 digkeit von 4,2 kg/h zur Erzeugung von Gips zugesetzt wurde. Die sich ergehende Aufschlämmung wurde zu einem Zentrifugalabscheider geschickt und durch ihn in Gipskristalle und Mutterlauge aufgetrennt. Die
Mutterlauge wurde zum Rußwäscher zurückgeführt. Diese Trennung erzeugte Gipskristalle mit einer Geschwindigkeit von etwa 7,4 kg/h. Sie erwies sich als zur Erzeugung von Portland-Zement-Verzögerer geeignet,
Betspiel K
Abgas mit 22O" C und einer Zusammensetzung von 1,2% SO2, o,9% H2O, 12,2% CO2, 2,7% O1, 74,0% N2 (jeweils Volumen) und O,2g/Nnr' an Ruß und Staub wurde anfangs mit einer Strömungsgeschwindigkeit von H)OO NmVh einem Rußwäscher, wie in Fig. 7 dargestellt, zugeführt. In dem Wäscher wurde es mit der wäßrigen Lösung gewaschen, die mit einer Geschwindigkeit von 1200 l/h von dem Mutterlaugcnbehälter eingespritzt wurde, so daß das Gas von mitgerissenen Feststoffen befreit wurde. Das freigesetzteGas, abgekühlt auf etwa 65° C, wurde zum Schwefeldioxid absorbierenden Turm des Füllkörpertyps von 700 mm Durchmesser geschickt, worin es mit der wäßriger» Lösung von Schwefelsäure in Berührung kam, die mit einer Geschwindigkeit von "0 nr'/h vom Oxidationsturm zugeführt wurde. Danach wurde das Gas in die atmosphärische Luft abgelassen. Das so aus dem System ausgeströmte Gas hatte, wie gefunden wurde, eine Schwefeldioxidkonzentration im Bereich von 200 bis 300 ppm.
Die absorbierende Flüssigkeit und die Flüssigkeit, die in dem Wäscher verwendet worden war, wurden jeweils mit Geschwindigkeiten von etwa 50000 l/h und etwa Ψ20 l/h zum Oxidationsturm gefördert, worin sie in innige Berührung mit Luft gebracht wurden, die mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 150 Nrn'/h zugeführt wurde, was die Oxidation von Schwefeldioxid bewirkte. Die Flüssigkeit enthielt in diesem Fall etwa 3000 ppm Fe1+ als Katalysator. Die
gebildete wäßrige Schwefelsäurelösung wurde mit einer Geschwindigkeit von 920 I/h vom Oxidationsturm zum Kristallisationsbehälter gefördert und mit Kalk in Berührung gebracht, der mit einer Geschwindigkeit von 50,8 kg/h zur Erzeugung von Gips zugeführt
in wurde. Die sich ergebende Aufschlämmung wurde zum Zentrifugalscheider geschickt und durch ihn in Gipskristalle und Mutterlauge- aufgetrennt. Die Mutterlauge wurde zum Ruß-Staub-Scheider zurückgeführt. Diese Trennung erzeugte Gipskristalle mit einer
is Geschwindigkeit von etwa H 1,5 kg/h.
Der erhaltene Gips enthielt 5,3% freies Wasser, und eine 10%ige Suspension in Wasser hatte einen pH von 6,5. Aufgrund einer chemischen Analyse hatte der Gips 97.5% CaSO4 ■ 2H2O auf Trockenbasis, Rest wie in Tabelle 1 nachstehend gezeigt.
Tabelle i
gebundenes Wasser 20,5 Gew.-%
SiO, + unlösliche Rückstände 0,6%
AI2O, + Fe1O, 0.08%
CaO 31,8%
SO, 45,3%
MgO 0,0%
Aufgrund physikalischer Untersuchungen erwies .in sich dieser Gips als besonders geeignet für die Herstellung von Gipsplaticn, Plaster und Portland-Zement-Verzögerer.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch;
    Verfahren w Behandlung von Schwefeldioxid enthaltenden Abgasen, bei dem das Abgas im Gegenstrom mit einer verdünnten Schwefelsäure zur Absorption des Schwefeldioxids kontaktiert und das absorbierte Schwefeldioxid mit absorbiertem Sauerstoff oder absorbierten Sauerstoff enthaltendem Gas in Gegenwart eines Oxydationskatalysators bei 40 bis 95° C oxydiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwcfcldioxtdabsorption und die Absorption des Sauerstoffs oder des Sauerstoff einhakenden Gases getrennt durchgeführt werden.
DE2215177A 1971-03-29 1972-03-28 Verfahren zur Behandlung von schwefeldioxid enthalteden Abgasen Expired DE2215177C3 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1819271 1971-03-29
JP4700071 1971-06-28
JP5939171A JPS544903B2 (de) 1971-08-06 1971-08-06

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2215177A1 DE2215177A1 (de) 1972-10-12
DE2215177B2 true DE2215177B2 (de) 1980-09-11
DE2215177C3 DE2215177C3 (de) 1981-06-11

Family

ID=27282121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2215177A Expired DE2215177C3 (de) 1971-03-29 1972-03-28 Verfahren zur Behandlung von schwefeldioxid enthalteden Abgasen

Country Status (9)

Country Link
US (1) US3836630A (de)
AU (1) AU455259B2 (de)
CA (1) CA970932A (de)
DE (1) DE2215177C3 (de)
FR (1) FR2132186B1 (de)
GB (1) GB1389730A (de)
IT (1) IT969503B (de)
NL (2) NL168321B (de)
SE (1) SE384015B (de)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2186285B1 (de) * 1972-05-31 1974-12-27 Air Liquide
JPS4949289B2 (de) * 1972-09-12 1974-12-26
US3947560A (en) * 1973-03-15 1976-03-30 Nippon Oil Company, Ltd. Process for oxidizing sulfur dioxide
US4100259A (en) * 1973-07-26 1978-07-11 Compagnie Industrielle Des Telecommunications Cit-Alcatel Process and apparatus for the purification of fumes and gases and for the production of sulfuric acid
US4101635A (en) * 1973-09-03 1978-07-18 Nippon Oil Company Ltd. Method for regenerating and recycling catalyst for oxidation of sulfur dioxide
GB1445639A (en) * 1973-09-20 1976-08-11 Rolls Royce Gas turbine engine total energy system
JPS5513770B2 (de) * 1973-09-26 1980-04-11
JPS5643771B2 (de) * 1973-12-18 1981-10-15
US3920421A (en) * 1974-01-15 1975-11-18 Chemsoil Corp Removal of oxides of nitrogen from gas streams which also contain sulfur dioxide
GB1505169A (en) * 1974-11-02 1978-03-30 Fuji Kasui Eng Co Ltd Process for removing nitrogen oxides from waste gas
US3988129A (en) * 1974-12-16 1976-10-26 Union Carbide Corporation Process for removing sulfur dioxide from gas streams
US4070441A (en) * 1975-01-31 1978-01-24 American Electronic Laboratories, Inc. Method of removing sulfur dioxide from flue gases
US4061743A (en) * 1975-05-06 1977-12-06 Fuji Kasui Engineering Co., Ltd. Exhaust gas scrubbing process
FR2337691A1 (fr) * 1976-01-09 1977-08-05 Asturienne Mines Comp Royale Procede de valorisation de solution aqueuse de chlorures de fer
GB1577365A (en) * 1976-02-28 1980-10-22 Chiyoda Chem Eng Construct Co Gas-liquid contacting method and apparatus
JPS5915688B2 (ja) * 1976-08-10 1984-04-11 千代田化工建設株式会社 気液接触装置
IT1117664B (it) * 1977-01-14 1986-02-17 Italsider Spa Metodo per l abbattimento della anidride solforosa
PL107500B1 (pl) * 1977-03-30 1980-02-29 Inst Chemii Fizycznej Pan Sposob wytwarzania kwasu siarkowego,zwlaszcza do produkcji nawozow fosforowych
US4284608A (en) * 1977-07-18 1981-08-18 American Electronic Laboratories, Inc. Process for regenerating sulfur dioxide gas scrubbing solutions
US4123355A (en) * 1977-11-21 1978-10-31 Nasa Simultaneous treatment of SO2 containing stack gases and waste water
JPS57209624A (en) * 1981-06-22 1982-12-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Stack gas desulfurization process
US4502901A (en) * 1983-10-19 1985-03-05 National Gypsum Company Manufacture of gypsum board from FGD gypsum
CA1220320A (en) * 1984-02-10 1987-04-14 Majesty (Her) In Right Of Canada As Represented By Atomic Energy Of Canada Limited/L'energie Atomique Du Canada Limitee Method of producing sulphuric acid from sulphur dioxide and apparatus therefor
CA1235566A (en) * 1985-02-18 1988-04-26 Inco Limited Scrubbing of sulfur dioxide with lime slags
US4830718A (en) * 1985-10-21 1989-05-16 John Stauffer Removal of sulfur dioxide (SO2) from waste gases and recovery as sulfuric acid
US4762686A (en) * 1986-06-09 1988-08-09 Northern States Power Company Flue gas scrubber system
US4861558A (en) * 1986-06-09 1989-08-29 Northern States Power Company Flue gas scrubber system with chloride removal
US4853195A (en) * 1986-06-09 1989-08-01 Northern States Power Company Flue gas scrubber system
US4986966A (en) * 1986-06-09 1991-01-22 Northern States Power Company Retrofit flue gas scrubber system
DE3742838A1 (de) * 1987-12-17 1989-07-13 Kronos Titan Gmbh Verfahren zur herstellung von titandioxid-pigmenten
WO1990012753A1 (en) * 1988-12-30 1990-11-01 Stauffer John E Removal of sulfur dioxide (so2) from waste gases and recovery as sulfuric acid
US6531104B1 (en) 2000-11-21 2003-03-11 Alstom (Schweiz) Ag Process for the absorption of sulfur oxides and the production of ammonium sulfate
ATE457812T1 (de) * 2001-10-17 2010-03-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Rauchgasentschwefelungsvorrichtung sowie verfahren zur rauchgasentschwefelung
CN102824814A (zh) * 2012-09-12 2012-12-19 河南绿典环保节能科技有限公司 烟气湿式氧化还原脱硫及资源化利用方法
CN107789953B (zh) * 2016-08-31 2021-03-02 中国石油化工股份有限公司 烟气脱硫的方法及装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2188342A (en) * 1936-07-29 1940-01-30 Ohio Rubber Co Manufacture of vehicle floor mats
DE1567451A1 (de) * 1951-01-28 1970-08-06 Duisburger Kupferhuette Verfahren zur Gewinnung von Schwefelsaeure aus SO2-haltigen Abgasen,vorzugsweise Roestereiabgasen
US2926999A (en) * 1958-02-24 1960-03-01 Tennessee Valley Authority Recovery of sulfur dioxide from waste gases

Also Published As

Publication number Publication date
AU4030572A (en) 1973-09-27
IT969503B (it) 1974-04-10
GB1389730A (en) 1975-04-09
US3836630A (en) 1974-09-17
SE384015B (sv) 1976-04-12
FR2132186B1 (de) 1975-06-13
FR2132186A1 (de) 1972-11-17
CA970932A (en) 1975-07-15
DE2215177C3 (de) 1981-06-11
AU455259B2 (en) 1974-11-21
DE2215177A1 (de) 1972-10-12
NL168321C (de)
NL7203550A (de) 1972-10-03
NL168321B (nl) 1981-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2215177C3 (de) Verfahren zur Behandlung von schwefeldioxid enthalteden Abgasen
DE2459913C2 (de) Verfahren zur Entfernung von SO&amp;darr;x&amp;darr; und NO&amp;darr;x&amp;darr; aus Abgasen
DE2708497A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur entfernung von verunreinigungen aus einem abgas oder rauchgas
DE2322958A1 (de) Verfahren zum reinigen von abgasen
DE2511581A1 (de) Verfahren zum nassreinigen von bei der entlueftung abgezogener luft und eine vorrichtung dafuer
DE2336112B2 (de) Verfahren zum Entschwefeln von Schwefeldioxid enthaltenden Abgasen
DE2624358C3 (de) Verfahren zur Naßwäsche von Abgasen
DE2404361C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von schwefelwasserstoffhaltigem Gas
DE2460010C3 (de) Verfahren zum Entfernen von Schwefeldioxid aus einem Abgas
DE2847047A1 (de) Verfahren zur entschwefelung schwefelhaltiger prozessgase
DE2432903A1 (de) Verfahren zum abscheiden von schwefeloxyden und stickstoffoxyden aus verbrennungsabgasen
DE2641369C2 (de) Verfahren zur Desulfurierung von Abgasen nach dem Naßkalk-Gips-Verfahren
DE2363793B2 (de) Verfahren zur Entfernung von schwefelhaltigen Gasen aus Abgasen
DE2342861C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Entschwefeln von Rauchgasen
DE2445353A1 (de) Verfahren zum entfernen von schwefeldioxid aus verbrennungsabgas
DE2249874C3 (de) Verfahren zum Entfernen von Schwefeldioxid aus Verbrennungsabgasen
DE2311515A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum oxydieren von sulfid enthaltenden waessrigen loesungen
DE1247283B (de) Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxyden aus Abgasen unter Gewinnung von Schwefelsaeure
DE2813125C2 (de) Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxiden aus Sauerstoff enthaltendem Abgas
DE3433396C2 (de) Verfahren zur Entschwefelung von Abgas
DE2913867A1 (de) Verfahren zum reinigen von rauchgasen u.a. abgasen, die schadstoffe enthalten
DE2741929C2 (de) Kontinuierliches Verfahren zum Entfernen von Formaldehyd aus Industrieabgasen
DE3047480A1 (de) Absorptionsmittel fuer chlorwasserstoff
DE2726257A1 (de) Verfahren zur entschwefelung von abgasen
AT330208B (de) Verfahren zur behandlung von schwefeldioxyd enthaltendem abgas unter bildung wasseriger schwefelsaure

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee