Altes durchgehen, um Neues zu lernen (Reihe 12)

Im Prozess der Schwefelentfernung durch Absorption sowie im Prozess der Oxidationsregeneration gibt es viele Bedingungen, die gegensätzlich, aber zugleich auch miteinander verbunden sind. Deshalb müssen diese Aspekte berücksichtigt werden. Die Oxidationsregeneration ist ein äußerst wichtiger Bestandteil des Schwefelentfernungsprozesses – sie bestimmt direkt die Effizienz der Schwefelentfernung sowie die Kontrolle des Widerstands im Schwefelentfernungsturm. Die Flüssigkeitsebene im Regenerationsbehälter muss stabil gehalten werden, um starke Schwankungen und Wellenbildung zu vermeiden. Zudem muss sichergestellt werden, dass die beim Flotieren entstehende Schaumkrone gleichmäßig abfließt und sich nicht ansammelt. Damit die Düsen im Betrieb gleichmäßig verteilt sind und ordnungsgemäß funktionieren, müssen sie regelmäßig auf Verstopfungen oder Ablagerungen sowie auf die Konzentrisität des Sprühers überprüft werden – und zwar in Abhängigkeit von der Menge an selbst ansaugtem Luftvolumen oder von Rückströmungen. Andernfalls müssen diese Probleme umgehend behoben oder die Düsen ersetzt werden. Die Menge an selbstansaugendem Luftvolumen sollte in Abhängigkeit vom Gehalt an H2S bei der Schwefelentfernung sowie von der Produktionsbelastung festgelegt werden und durch einen geeigneten Regenerierungsdruck sowie die Öffnungsgröße der Luftsogventile gesteuert werden. Wenn alle Luftventile geöffnet sind, erhöht sich die Menge an Regenerierungsluft. Dadurch wird eine stärkere Belüftung erreicht, was der Oxidation der Lösung zugutekommt. Zudem findet eine effektivere Kohlendioxid-Ausscheidung statt. Allerdings führt eine zu große Menge an Luft dazu, dass die Schwefelblasenschicht instabil wird. Die Trennung des Schwefels durch Schwerelosigkeit wird dadurch beeinträchtigt, und es entsteht eine hohe Konzentration an suspendiertem Schwefel. Wenn die Luftmenge über einen längeren Zeitraum zu hoch ist, wird die Potential des Lösungsmittels erhöht, was zu beschleunigten Nebenreaktionen führt. Die Menge an erneuerter Luft sollte in gewissem Maße mit der Größe der Produktionsbelastung ansteigen oder sinken. Bei der Regulierung darf nur die Luftzufuhrklappe verwendet werden; die Lösungsklappe sollte nicht verengt werden. Die tatsächliche Menge an eingeatmetem Luft sollte in der Regel 12–15 Mal so hoch sein wie die theoretische Menge

Die reiche Flüssigkeit kommt aus dem Boden des Desulfurisiererturms und gelangt in den Behälter für die reiche Flüssigkeit. Nachdem sie durch die Regenerationspumpe unter Druck gesetzt wurde, entsteht beim Durchfluss durch die Düse des Sprühers ein Strahl, wodurch ein lokaler Unterdruck entsteht. Dadurch wird automatisch Luft angesaugt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Gas- und Flüssigkeitsphasen mit hoher Geschwindigkeit gleichmäßig verteilt und befinden sich in einem Zustand starker Turbulenz. Nach der Verstärkung der Reaktion im Verengungsbereich, im Kehlkopfrohr, im Diffusionsrohr sowie im Auslassrohr gelangen sie in den Regenerationsbehälter, wo sie oxidiert und regeneriert werden. Durch den gleichmäßigen Verteilungsvorgang über einen porösen Plattenverteiler erfolgt die Flotation von elementarem Schwefel. Durch den Einfluss der Luft stoßen sie gegeneinander, wodurch kleine Schwefelklumpen entstehen. Diese sammeln sich zu einer Schicht aus Schaum, die mit der Luft nach oben steigt und schließlich in den Schaumbehälter geleitet wird, von wo aus sie zur Schwefelverarbeitung weitergeleitet wird. Die klare Flüssigkeit gelangt in den Kreislaufkanal für die klare Flüssigkeit und wird anschließend über den Pegelregler in den Kanal für die verunreinigte Flüssigkeit geleitet. Gleichzeitig kann durch die Auftriebskraft der Luft das CO2 sowie andere Abgase aus der konzentrierten Lösung verdrängt werden. Dadurch wird die Menge an schwimmendem Schwefel in der Lösung verringert und die Alkalität erhöht – so können alle Bestandteile wieder in ein ausgewogenes Gleichgewicht gebracht werden. Sowie die Sauerstoffaufnahme durch den Katalysator zur Wiederherstellung seiner Aktivität, um die Qualität der Lösung zu verbessern und den Gehalt an verbleibendem Schwefel zu verringern.

Im Entschwefelungssystem strömt die Entschwefelungsflüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit durch die Düse des Sprühers und bildet so einen Strahl. Dieser Strahl erzeugt einen lokalen Unterdruck, der Luft anzieht. Da die beiden Phasen der Flüssigkeit sofort in einem Zustand hoher Turbulenz verteilt werden, erhöht sich die Kontaktfläche zwischen Gas und Flüssigkeit. Dadurch wird die Entschwefelungsflüssigkeit schnell und effektiv wieder oxidiert. Die entstehenden Schwefelpartikel treiben im Regenerationsbehälter nach oben und fließen ab. Auf diese Weise erfolgt die Umwandlung der Entschwefelungsflüssigkeit von einer reichen in einearme Flüssigkeit.

Die reiche Flüssigkeit kommt aus dem Boden des Desulfurisiererturms heraus, gelangt in den Behälter für die reiche Flüssigkeit. Nachdem sie dort durch die Regenerationspumpe unter Druck gesetzt wurde, entsteht beim Durchfluss durch die Düse des Sprühers ein Strahl, wodurch ein lokaler Unterdruck entsteht. Dadurch wird automatisch Luft angesaugt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Gas- und Flüssigkeitsphasen in einem hohen Maße gleichmäßig verteilt und befinden sich in einem Zustand starker Turbulenz. Nach der Reaktionsförderung in der Verengungszone, im Kehlkopfrohr, im Diffusionsrohr sowie im Auslassrohr gelangen sie in den Regenerationsbehälter, wo sie oxidiert und regeneriert werden. Die Schwimmung wird durch einen porösen Plattenverteiler gleichmäßig verteilt, um Schwefel in reiner Form zu separieren. Durch den Einfluss der Luft stoßen sie gegeneinander, wodurch kleine Schwefelklumpen entstehen. Diese sammeln sich zu einer Schaumschicht, die mit der Luft nach oben steigt und in den Schaumbehälter geleitet wird, von wo aus sie zur Schwefelverarbeitungsstelle gebracht wird. Die klare Flüssigkeit gelangt in den Kreislaufkanal für die klare Flüssigkeit und wird anschließend über den Pegelregler in den Kanal für die verunreinigte Flüssigkeit geleitet. Gleichzeitig kann durch die Auftriebskraft der Luft das CO2 sowie andere Abgase aus der konzentrierten Lösung verdrängt werden. Dadurch wird die Menge an schwimmendem Schwefel in der Lösung verringert und die Alkalität erhöht – so können alle Bestandteile wieder in ein ausgewogenes Gleichgewicht gebracht werden. Sowie die Sauerstoffaufnahme durch den Katalysator zur Wiederherstellung seiner Aktivität, um die Qualität der Lösung zu verbessern und den Gehalt an verbleibendem Schwefel zu verringern. Daher sind der Druck der Flüssigkeitsphase im Sprühgerät, die Menge an Luft, die Stärke des Lufthauchs, die Reaktionstemperatur, die Verweilzeit, die Steuerung der Schaumschicht sowie das Überlaufen von großer Bedeutung. Außerdem sind die Anforderungen an die Prozessanlagen zur Aufnahme und Regeneration sowie die Kontrollkriterien nicht konsistent (manche sind sogar gegensätzlich), wodurch ein Gleichgewicht gefunden werden muss. Daher bestimmt die Qualität der nach der Oxidationsregeneration verbleibenden Flüssigkeit direkt die Effizienz der Schwefelentfernung sowie den Einfluss auf den Widerstand im Schwefelentfernungsturm.

Wie funktioniert die Sprühregenerierungszelle? Die reiche Flüssigkeit kommt aus dem Boden des Desulfurisiererturms heraus, gelangt in den Behälter für die reiche Flüssigkeit. Nachdem sie dort durch die Regenerationspumpe unter Druck gesetzt wurde, entsteht beim Durchfluss durch die Düse des Sprühers ein Strahl, wodurch ein lokaler Unterdruck entsteht. Dadurch wird automatisch Luft angesaugt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Gas- und Flüssigkeitsphasen in einem hohen Maße gleichmäßig verteilt und befinden sich in einem Zustand starker Turbulenz. Nach der Reaktionsförderung in der Verengungszone, im Kehlkopfrohr, im Diffusionsrohr sowie im Auslassrohr gelangen sie in den Regenerationsbehälter, wo sie oxidiert und regeneriert werden. Die Schwimmung wird durch einen porösen Plattenverteiler gleichmäßig verteilt, um Schwefel in reiner Form zu separieren. Durch den Einfluss der Luft stoßen sie gegeneinander, wodurch kleine Schwefelklumpen entstehen. Diese sammeln sich zu einer Schaumschicht, die mit der Luft nach oben steigt und in den Schaumbehälter geleitet wird, von wo aus sie zur Schwefelverarbeitungsstelle gebracht wird. Die klare Flüssigkeit gelangt in den Kreislaufkanal für die klare Flüssigkeit und wird anschließend über den Pegelregler in den Kanal für die verunreinigte Flüssigkeit geleitet. Gleichzeitig kann durch die Auftriebskraft der Luft das CO2 sowie andere Abgase aus der konzentrierten Lösung verdrängt werden. Dadurch wird die Menge an schwimmendem Schwefel in der Lösung verringert und die Alkalität erhöht – so können alle Bestandteile wieder in ein ausgewogenes Gleichgewicht gebracht werden. Sowie die Sauerstoffaufnahme durch den Katalysator zur Wiederherstellung seiner Aktivität, um die Qualität der Lösung zu verbessern und den Gehalt an verbleibendem Schwefel zu verringern. Daher sind der Druck der Flüssigkeitsphase im Sprühgerät, die Menge an Luft, die Stärke des Lufthauchs, die Reaktionstemperatur, die Verweilzeit, die Steuerung der Schaumschicht sowie das Überlaufen von großer Bedeutung. Außerdem sind die Anforderungen an die Prozessanlagen zur Aufnahme und Regeneration sowie die Kontrollkriterien nicht konsistent (manche sind sogar gegensätzlich), wodurch ein Gleichgewicht gefunden werden muss. Daher bestimmt die Qualität der nach der Oxidationsregeneration verbleibenden Flüssigkeit direkt die Effizienz der Schwefelentfernung sowie den Einfluss auf den Widerstand im Schwefelentfernungsturm.

Arbeitsprinzip des Desulfurisierungsstrahlers im Regenerationsbehälter: Die konzentrierte Flüssigkeit kommt aus dem Boden des Desulfurisierungsturms und gelangt in den Konzentrationsbehälter. Nachdem sie dort durch die Regenerationspumpe unter Druck gesetzt wurde, entsteht beim Durchfluss durch die Düse des Strahlers ein Strahl, der einen lokalen Unterdruck erzeugt. Dadurch wird automatisch Luft angesaugt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Gas- und Flüssigkeitsphasen in einem hohen Maße gleichmäßig verteilt und befinden sich in einem Zustand starker Turbulenz. Nach der Reaktionsförderung in der Verengungszone, im Kehlkopfrohr, im Diffusionsrohr sowie im Auslassrohr gelangen sie in den Regenerationsbehälter, wo sie oxidiert und regeneriert werden. Die Schwimmung wird durch einen porösen Plattenverteiler gleichmäßig verteilt, um Schwefel in reiner Form zu separieren. Durch den Einfluss der Luft stoßen sie gegeneinander, wodurch kleine Schwefelklumpen entstehen. Diese sammeln sich zu einer Schaumschicht, die mit der Luft nach oben steigt und in den Schaumbehälter geleitet wird, von wo aus sie zur Schwefelverarbeitungsstelle gebracht wird. Die klare Flüssigkeit gelangt in den Kreislaufkanal für die klare Flüssigkeit und wird anschließend über den Pegelregler in den Kanal für die verunreinigte Flüssigkeit geleitet. Gleichzeitig kann durch die Auftriebskraft der Luft das CO2 sowie andere Abgase aus der konzentrierten Lösung verdrängt werden. Dadurch wird die Menge an schwimmendem Schwefel in der Lösung verringert und die Alkalität erhöht – so können alle Bestandteile wieder in ein ausgewogenes Gleichgewicht gebracht werden.