PROCESS FOR TREATING WASTE ACIDS

Abstract: 1. Process for working up waste acids which have organic constituent and contain inorganic salts at a concentration up to the flow limit by combustion or cracking in tre presence of an oxygen-containing gas, characterized in that the waste acids are finely sprayed into a combustion chamber having cooled walls and are evaporated in direct contact with combustion gas so that at least part of the salts form a stationary dynamic layer on the cooled walls of the combustion chamber, part ot this layer being removed in the molten state at the base of the combustion chamber, and the gases are subsequently purified and washed.

Description: Verfahren zur Aufarbeitung von Abfalisäuren Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Abfallsäuren, die organische Substanzen und anorganische Salze in einer Konzentration bis zur Fliessgrenze enthalten, bei dem die Abfallsäuren in eine Brennkammer, deren Wände gekühlt sind und auf denen eine stationäre, dynamische Salzschicht eingestellt wird, eingesprüht und zumindest die organischen Verbindungen oxidiert bzw. gecrackt werden. Bei den verschiedensten Verfahren fallen Abfallsäuren, die neben anorganischen Salzen auch organische Bestandteile enthalten, an. Bei den bekannten Verfahren zur Aufarbeitung von Abfallsäuren, speziell von Abfallschwefelsäuren, z.B. dem Pauling-Verfahren, kann nur ein geringer Salzgehalt toleriert werden. Deshalb kön- nen solche Säuren nur unter erheblichen Aufwendungen aufgearbeitet werden. Mit dem vorliegenden Verfahren können jedoch Abfallsäuren, die anorganische Salze in einer Konzentration bis zur Fliessgrenze enthalten, wieder aufgearbeitet werden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Aufarbeitung von organische Bestandteile enthaltenden Abfallsäuren, die anorganische Salze in einer Konzentration bis zur Fliessgrenze enthalten, durch Verbrennung bzw. Crackung in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gases, welches dadurch =gekennzeichnet ist, dass die Abfallsäuren in einer solchen Weise in eine an den Wänden gekühlte Brennkammer fein versprüht und unter direktem Kontakt mit Heissgas verdampft werden, dass zumindest ein Teil der Salze auf den gekühlten Brennkammerwänden eine stationäre dynamische Schicht bildet, die z.T. schmelzflüssig am Brennkammerfuss abgezogen wird, und die Gase anschliessend gereinigt und gekühlt werden. Mit dem vorliegenden Verfahren können Einzelsäuren und Säuregemische aufgearbeitet werden, vorzugsweise werden Abfallsalz- und Abfallschwefelsäure aufgearbeitet. Hierzu wird die aufzuarbeitende Säure gegebenenfalls nach einer Vorkonzentrierung in eine Brennkammer eingedüst und dort mit einem Heissgasstrom unter Sauerstoffzufuhr in direkten Kontakt gebracht. Das Heissgas wird z.B. durch Verbrennung von Ö1, Gas oder anderen Erergieträgern, z.B. Schwefel oder auch durch Wärmeaus=ausch erzeugt. Heizmedium und Abfallsäuren können z.B. getrennt über Einstoffbrenner oder gemeinsam über Mehrstoffbrenner eingebracht werden. Die Brennkammertemperaturen liegen über 7000C, vorzugsweise über 9000C, gg-. auch über loGOOC. Bei diesen Temperaturen werden die in der Säure enthaltenen organischen Bestandteile in Gegenwart von Sauerstoff, also Luftsauerstoff, reinem Sauerstoff oder Gemischen von diesen, verbrannt bzw. gecrackt. Durch die hohe 3rennkammertemperatur verdampfen sowohl die Säuren als auch das Wasser. Schwefelsäure z.B. wird bei diesen Temperaturen quantitativ in ihre Bestandteile, Wasser, S03 und hauptsächlich S02 aufgespalten. Die meisten eingebrachten anorganischen Bestandteile arseizfn siEh ebenfalls und können je nach der Temperaturführung teilweise schmelzflüssig am Brennkammerfuss abgezogen oder im Rauchgasstrom mitgetragen werden. Bevorzugt wird das Verfahren so geführt, dass die Bestandteile am Brennkammerfuss abgezogen werden können. Die Brennkammer ist vorzugsweise ausgemauert, kann je doch z.B. auch aus Wärmetauscherrohren bestehen. Über- raschenderweise ist es bei der vorliegenden Erfindung nicht nötig, die Brennkammer auszwmauern, z.B. tritt auch bei langem Betrieb mit Stahl keine gravierende Korrosion ein. Vorteilhafterweise können deshalb mit dem vorliegenden Verfahren auch solche Säuren, die Salze der ersten drei Hauptgruppen des Periodensystems der chemischen Elemente, also auch Alkali- und Erdalkalisalze, enthalten, aufgearbeitet werden. Besonders vorteilhaft ist, dass auch borhaltige Säuren aufgearbeitet werden können ohne daS die Brennkammerwandung oder auch eine evtl. Ausmauerung bedeutend angegriffen wird. Erfindungsgemäss ist jedoch wichtig, dass die Brennkammerwände eine Xühleinrichtung aufweisen. Das erfindungsgemässe Verfahren wird so durchgeführt, dass sich auf den Wänden der Brennkammer aus den in der Säure enthaltenen anorganischen bzw. organischen Bestandteilen eine stationäre dynamische Schicht bildet. Dies bedeutet, dass die Schicht im zeitlichen Mittel immer vorhanden, jedoch abfliessend bzw. absublimierend ist, d.h. die abfliessende Schicht wird durch die erneute Zuführung der anorganischen Bestandteile ständig nachgebildet. Den bei der Verbrennung entstandenen Rauchgasen kann in einem nachgeschalteten Wärmetauscher bzw. Abhitzekessel die fühlbare Wärme entzogen und in Dampf umgewandelt werden. Die den Kessel verlassenden Rauchgase werden z.B. durch Eindüsung von Wasser zusätzlich abgekühlt und anschliessend gewaschen. Bei dieser Wäsche werden die Stäube und teilweise auch sauren Gase ausgewaschen. Wird das vorliegende Verfahren z.B, zur Aufarbeitung von Schwefel- bzw. Salzsäure einge setzt, so kann die an dieser Stelle anfallende ver unreinigte technische Säure entweder direkt weiter verwendet, z.B. für Neutralisationszwecke oder auch destillativ auf reine Säure weiter aufgearbeitet werden. Je nach Bedarf können die Gase durch einen nass betriebenen Elektrofilter von Feinstäuben und Aerosolen, z.B. S03-Aerosolen, gereinigt werden Das die elektrische Gasreinigungsanlage (EGR) verlassende, gereinigte Rauch- gas, das bei der Aufarbeitung von Abfallschwefelsäuren einen hohen S02-Gehalt besitzt, kann jetzt einer Wiederverwertung, z.B. einer Schwefelsäureproduktion, zugeführt werden. Andererseits können jedoch auch in einer nachgeschalteten alkalischen Waschstufe die sauren Gase entfernt und das gereinigte Endgas abgegeben werden. Die Waschwässer der alkalischen Waschstufe bedürfen in einem solchen Fall einer Nachbehandlung. Die fühlbare Wärme der Rauchgase wird z.B. zur Dampf erzeugung und/oder zum Aufkonzentrieren der aufzu arbeitenden Abfall- und/oder Waschsäuren verwendet. Vorzugsweise wird hierzu der im Abhitzekessel er zeugte Wasserdampf eingesetzt. Das erfindungsgemässe Verfahren soll durch die folgenden Beispiele noch näher erläutert werden. Beispiel 1 Eine 60 %ige Abfallschwefelsäure mit ca. 25 Gew.- Na2 804 und ca. 3 Gew.-8 gelösten Organika wurde in einem emaillierten Behälter bei 800C zwischengelagert. Die Förderung der Säure zum Brenner geschah mittels einer Pumpe über Rohrleitungen aus säurefestem Material. Die Verbrennung erfolgte mit rl bei Tfflmperaturen von > 10000C und einem Luftüberschuss von ca. 30 %, wobei die Abwassermenge ein viel faches der angewendeten ölmenge betrug. Der Ausbrand der Organika lag bei > 99 %. Die Schwefelsäure wurde in ihre Bestandteile H20, S02 und S03 aufgespalten. Die im Rauchgas enthaltenen Schwefeloxide wurden ausgewaschen und einer Weiterverarbeitung zugeführt. Die eingebrachten Anorganika wurden teilweise am Kesselboden schmelzflüssig abgezogen, teilweise als Staub im Rauchgas ausgetragen. Der anorganische Staub im Rauchgas wurde in einem Elektrofilter abgeschieden. Beispiel 2 Zum Einsatz gelangte eine stark organisch belastete Abfallsäure (ca. 4 Gew.-% gelöste Organika) mit ca. 220 g SO42/l und ca. 15 g C1 II; der Gehalt an Anorganika lag bei 3 Gew.-%. Die Säure wurde analog Bsp. 1 verbrannt, wobei der Ausbrand der Organika ebenfalls bei > 99 % lag. Die bei der Verbrennung entstandenen Säuren und Säureanhydride wurden mit dem Rauchgas ausgetragen, ausgewaschen und anschliessend einer Weiterverarbeitung zugeleitet. Die eingebrachten Anorganika wurden als Staub im Rauchgas ausgetragen und in einem Elektrofilter abgeschieden. Beispiel 3 Zum Unterschied zu Bsp. 2 enthielt die angewendete Abfallsäure ca. 20 % Anorganika. Verbrennung und Rauchgasaufbereitung erfolgte wie in Beispielen 1 und 2. Die eingebrachten Anorganika wurden weitgehend schmelzflüssig am Kesselboden abgezogen und teilweise als Staub im Rauchgas ausgetragen und in einem Elektrofilter abgeschieden.

Claims: Patentansprüche 1) Verfahren zur Aufarbeitung von organische Be standteile enthaltenden Abfallsäuren, die anor ganische Salze in einer Konzentration bis zur Fliessgrenze enthalten, durch Verbrennung bzw. Crackung in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gases, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfallsäuren in einer solchen Weise in eine an den Wänden ge kühlte Brennkammer fein versprüht und unter direktem Kontakt mit Verbrennungsgas verdampft werden, dass zumindest ein Teil der Salze auf den gekühlten Brennkammerwänden eine stationäre dynamische Schicht bildet, die z.T. schmelzflüssig am Brennkammerfuss abgezogen wird, und die Gase anschliessend gereinigt und gewaschen - werden. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Verbrennung entstehenden Rauchgase einem Wärmetauscher bzw. Abhitzekessel zugeführt werden und die fühlbare Wärme in Dampf umgewandelt wird, der zum Aufkonzentrieren der aufzuarbeitenden Abfall- und/oder Waschsäuren eingesetzt wird. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass alkali- und/oder erdalkalihaltige Säuren aufgearbeitet werden. 4) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass verunreinigte Salz- und/oder Schwefelsäure zu reiner Säure aufge arbeitet werden. 5) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass borhaltige Schwefelsäure aufgearbeitet wird 6) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer temperatur über 7000C liegt.

Inventors: ALBERTI, KLAUS, DR., FABIAN, HORST W., DR., GROSCHE, MICHAEL, DR., GUTH, HANS, DR., HOLTSCHMIDT, NORBERT, DR., MOLDENHAUER, WOLFGANG, DR.
Applicants: BAYER AG
Application year: 1979
Main classification: C01B17
IPC codes: F23G7, C01B17, C01B7, B01J19