DE3628891A1 - Verfahren zum entfernen von stickstoffoxiden und schwefeloxiden aus rauchgas - Google Patents
Verfahren zum entfernen von stickstoffoxiden und schwefeloxiden aus rauchgasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von
Stickstoffoxiden und Schwefeloxiden aus Rauchgas, wobei
man wasserdampfhaltiges Rauchgas zum vollständigen
Entfernen der Stickstoffoxide und teilweisen Entfernen der
Schwefeloxide mit Temperaturen von etwa 40 bis 120°C über
einen im wesentlichen aus aktivem Aluminiumoxid
bestehenden körnigen Katalysator leitet und dabei den
Katalysator mit Salpetersäure und Schwefelsäure belädt,
den beladenen Al2O3-Katalysator mit heißem
Reduktionsgas behandelt und regeneriert, wobei wäßriges
Kondensat entsteht.
Ein solches Verfahren ist aus der deutschen
Offenlegungsschrift 34 26 913 bekannt. Dieses Verfahren
dient insbesondere dazu, sowohl die Stickstoffoxide als
auch die Schwefeloxide aus dem Rauchgas vollständig zu
entfernen, wobei restliche Schwefeloxide an einem
Aktivkohle-Katalysator in Form von Schwefelsäure gebunden
werden. Es ist die Aufgabe gestellt, das bekannte
Verfahren so weiterzubilden, daß auf den
Aktivkohle-Katalysator verzichtet werden kann.
Erfindungsgemäß geschieht dies beim eingangs genannten
Verfahren dadurch, daß man das Rauchgas vor dem
Al2O3-Katalysator in einer Vorreinigung mit Wasser
besprüht und aus der Vorreinigung Abwasser ableitet, daß
man das Rauchgas nach dem Al2O3-Katalysator in einer
Naßwäsche zum Entfernen restlicher Schwefelverbindungen
mit einer Calciumhydroxid enthaltenden Waschflüssigkeit in
Kontakt bringt und daß man mindestens einen Teil des
Abwassers aus der Vorreinigung der Waschflüssigkeit zugibt.
In der Naßwäsche, die an sich bekannt ist, bilden die
Schwefeloxide mit dem Calciumhydroxid Calciumsulfit und
Calciumsulfat, das man ausschleust und ggf. zu
verwendbarem Gips weiterverarbeitet. Beim
erfindungsgemäßen Verfahren werden durch den
Al2O3-Katalysator nicht nur praktisch die ganzen
Stickstoffoxide sondern bereits auch ein Teil der im
Rauchgas enthaltenen Schwefeloxide abgeschieden, so daß
die nachfolgende Naßwäsche entlastet ist und kleiner und
billiger ausgelegt werden kann, als wenn man in ihr die
gesamten Schwefeloxide abscheiden wollte. Das Verfahren
eignet sich deshalb auch dazu, eine bereits vorhandene
Naßwäsche zur Entschwefelung des Rauchgases durch
Vorschalten des Al2O3-Katalysators in der
Reinigungskapazität zu erweitern. Da dieser Katalysator
die nachfolgende Naßwäsche entlastet, kann die Naßwäsche
einen höheren Entschwefelungsgrad im Abgas erreichen und
so z. B. verschärften gesetzlichen Bestimmungen für die
Abluftreinigung Rechnung tragen. Ferner kann der Einsatz
schwefelreicheren Brennstoffs notwendig werden, wobei eine
bereits vorhandene Naßwäsche das Rauchgas nicht mehr
ausreichend entschwefeln würde, aber dann ausreicht, wenn
neben der Entfernung der Stickstoffoxide am
Al2O3-Katalysator dort auch bereits ein Teil der
Schwefeloxide entfernt wird.
Bei der Regenerierung des beladenen Al2O3-Katalysators
kann man die Schwefelsäure-Beladung zumindest teilweise zu
Elementarschwefel umwandeln, wie das bereits in der
deutschen Offenlegungsschrift 34 26 913 beschrieben ist.
Dieser Schwefel als Endprodukt ist üblicherweise einfacher
zu handhaben als der in der Naßwäsche als Produkt
anfallende Gips; insbesondere ergeben sich durch den
Schwefel weniger Deponieprobleme.
Beim Regenerieren des Al2O3-Katalysators entsteht auch
Wasserdampf, einerseits durch am Katalysator bei der
Rauchgasreinigung adsorbiertes Wasser und/oder
andererseits durch beim Regenerieren ablaufende chemische
Umsetzungen. Beim Abziehen eines Gasgemisches aus der
Regeneration und Kühlen des Gemisches bildet sich dabei
ein wäßriges Kondensat, das man zweckmäßigerweise in die
Waschflüssigkeit für die Naßwäsche leitet.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens wird mit Hilfe der
Zeichnung erläutert.
Heißes Rauchgas mit Temperaturen von etwa 120 bis 160°C
wird in der Leitung (1) herangeführt und zunächst in einer
Vorreinigung (2) behandelt. In der Vorreinigung wird
Wasser aus der Leitung (3) in das Rauchgas versprüht,
welches dabei gekühlt und befeuchtet wird, gleichzeitig
werden Staub, HCl und HF ausgewaschen. Je nach zugegebener
Wassermenge fällt in der Vorreinigung (2) eine größere
oder kleinere Menge an Abwasser an, das man in der
Leitung (4) abführt. Das restliche Wasser bleibt als
Wasserdampf im gekühlten Rauchgas, das die Vorreinigung in
der Leitung (6) mit Temperaturen von etwa 40 bis 120°C
verläßt. Diesem Rauchgas wird durch die Leitung (7) eine
relativ geringe Menge an Restgasen aus der
Regeneration (11) zugegeben.
Das Rauchgas wird dann über körniges aktives Aluminiumoxid
im Adsorber (9) geführt, wobei der Katalysator ein nach
unten wanderndes Festbett (10) bildet. Frischer
Katalysator wird in der Leitung (12) herangeführt. Im
Adsorber (9) werden die Stickstoffoxide vollständig und
die im Rauchgas enthaltenen Schwefeloxide teilweise
entfernt und als HNO3 bzw. H2SO4 auf dem Katalysator
gebunden.
Beladener Katalysator gelangt in der Leitung (13) zur
Regeneration (11).
Das von Stickstoffoxiden ausreichend befreite und noch
Schwefeloxide enthaltende Rauchgas wird in der
Leitung (15) der Naßwäsche (16) aufgegeben, in welcher das
Rauchgas mit Waschflüssigkeit aus der Leitung (17) in
Kontakt kommt. Die an sich bekannte, hier nur schematisch
dargestellte Naßwäsche, wird kurz auch als Kalkwäsche
bezeichnet. Sie arbeitet mit calciumhydroxidhaltiger
Waschflüssigkeit, wobei ein Schlamm entsteht, der als
Hauptkomponenten Calciumsulfit und Calciumsulfat enthält.
Diesen Schlamm zieht man in der Leitung (18) ab.
Gereinigtes Rauchgas verläßt die Naßwäsche in der
Leitung (19).
Die Regeneration (11), ihre Arbeitsweise und Varianten,
ist bekannt, vgl. DE-OS 34 26 913 und die nicht
vorveröffentlichte DE-OS 36 21 702. Hierbei wird
Wasserstoff aus der Leitung (20) zugeführt, der sich mit
auf dem Katalysator befindlichem restlichen Schwefel bei
Temperaturen von etwa 400 bis 500°C zu H2S umwandelt.
H2S strömt aufwärts im Gegenstrom zum abwärts wandernden
Katalysator und wandelt dessen Beladung in
Elementarschwefel um. Durch einen Gaskreislauf, der durch
die Leitungen (21, 22, 23) mit dem Kühler (24), dem
Erhitzer (25) und dem Kreislaufgebläse (26) schematisch
wiedergegeben ist, wird ein Teil des Elementarschwefels
ausgeschleust und als Kondensat in der Leitung (28)
gewonnen. Regenerierter Al2O3-Katalysator steht in der
Leitung (29) zur Verfügung und wird mit einer nicht
dargestellten Transporteinrichtung zum Wiederverwenden in
die Leitung (12) gefördert.
In der Leitung (30) wird ein stickstoffhaltiges Gas
abgezogen und im Kühler (31) bis zur Bildung eines
wäßrigen Kondensats gekühlt. Das restliche Gas, das auch
noch H2S und SO2 enthalten kann, wird in der
Leitung (7) dem Rauchgas zugemischt.
Das wäßrige Kondensat in der Leitung (33) gibt man
zusammen mit Kalk (CaO) oder auch feinpulvrigem Dolomit
aus der Leitung (34) in den Mischbehälter (35).
Zusätzliches Wasser wird ebenfalls in der Leitung (34)
herangeführt. Diesem Behälter gibt man auch das Abwasser
aus der Leitung (4) zu. Im Behälter (35) wird in bekannter
Weise die calciumhydroxidhaltige Waschflüssigkeit
hergestellt, die man in der Leitung (17) mit Hilfe der
Pumpe (36) zur Naßwäsche (16) fördert.
In einer der Zeichnung entsprechenden Versuchsanlage wird
folgendermaßen gearbeitet: In der Leitung (1) steht ein
Rauchgas an, das 3 Vol.-% Sauerstoff und pro Nm3 4,5 g
SO2 und 800 mg NO x (gerechnet als NO2) enthält, das
Rauchgas weist eine Temperatur von 130°C und einen
Wasserdampf-Taupunkt von 40°C auf. In der Vorreinigung (2)
wird es pro 1000 Nm3 mit 64 l Wasser besprüht und dabei
auf etwa 65°C abgekühlt. Die Abwassermenge in der
Leitung (4) beträgt 32 l. Das Rauchgas, das einen Taupunkt
von etwa 50°C aufweist, gelangt in der Leitung (6) in den
Adsorber (9), in welchem pro 1000 Nm3 Rauchgas 32 kg
körniges aktives Al2O3 mit einem Körnungsbereich von 3
bis 5 mm durchlaufen. Das den Adsorber (9) in der
Leitung (15) verlassende Rauchgas weist pro Nm3 einen
No x -Gehalt von 100 mg NO2 und 2 g SO2 auf. Diese
Reinigungsleistung wird am Al2O3-Katalysator mit einer
Verweilzeit des Rauchgases von 2 sec erreicht.
In der Naßwäsche (16) behandelt man das Rauchgas mit einer
teilweise im Kreislauf geführten Waschlösung, die
100 g/l CaO enthält, wobei pro 1000 Nm3 1,85 kg CaO
benötigt werden. Pro 1000 Nm3 behandeltes Gas fallen in
der Leitung (18) 4,5 kg Calciumsulfit und Calciumsulfat
an; das gewaschene Gas in der Leitung (19) enthält noch
300 mg So2 pro Nm3.
Zum Regenerieren des Al2O3-Katalysators, der mit
12 Gew.-% Wasser, 3 Gew.-% HNO3 und 12 Gew.-% H2SO4
beladen ist, verwendet man pro kg Katalysator 43 Nl
Wasserstoff. Im Regenerator (11) werden pro 1000 Nm3
Rauchgas 1,25 kg Elementarschwefel in der Leitung (28)
gewonnen. Das wasserdampfhaltige Gas in der Leitung (30)
wird im Kühler (31) auf etwa 40°C gekühlt, wobei wäßriges
Kondensat in einer Menge von 6,4 kg pro 1000 Nm3 Rohgas
anfällt. Dieses Kondensat leitet man in der Leitung (33)
zusammen mit dem Abwasser der Leitung (4) in den
Behälter (35) für Waschflüssigkeit. Dem Behälter gibt man
pro l Wasser durch die Leitung (34) 2 kg feinpulvriges CaO
zu.
Claims (2)
1. Verfahren zum Entfernen von Stickstoffoxiden und
Schwefeloxiden aus Rauchgas, wobei man
wasserdampfhaltiges Rauchgas zum vollständigen
Entfernen der Stickstoffoxide und teilweisen Entfernen
der Schwefeloxide mit Temperaturen von etwa 40 bis
120°C über einen im wesentlichen aus aktivem
Aluminiumoxid bestehenden körnigen Katalysator leitet
und dabei den Katalysator mit Salpetersäure und
Schwefelsäure belädt, den beladenen
Al2O3-Katalysator mit heißem Reduktionsgas
behandelt und regeneriert, wobei wäßriges Kondensat
entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rauchgas
vor dem Al 2O3-Katalysator in einer Vorreinigung mit
Wasser besprüht und aus der Vorreinigung Abwasser
ableitet, daß man das Rauchgas nach dem
Al₂O₃-Katalysator in einer Naßwäsche zum Entfernen
restlicher Schwefelverbindungen mit einer
Calciumhydroxid enthaltenen Waschflüssigkeit in
Kontakt bringt und daß man mindestens einen Teil des
Abwassers aus der Vorreinigung der Waschflüssigkeit
zugibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man auch das beim Regenerieren des
Al2O3-Katalysators anfallende wäßrige Kondensat der
Waschflüssigkeit der Naßwäsche zugibt.
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| DE (1) | DE3628891A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT395833B (de) * | 1991-11-28 | 1993-03-25 | Waagner Biro Ag | Verfahren zur abscheidung von schadgasen |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3502695A1 (de) * | 1985-01-26 | 1986-07-31 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Reinigungsverfahren fuer schwefelhaltige abgase |
-
1986
- 1986-08-26 DE DE19863628891 patent/DE3628891A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3502695A1 (de) * | 1985-01-26 | 1986-07-31 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Reinigungsverfahren fuer schwefelhaltige abgase |
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| AT395833B (de) * | 1991-11-28 | 1993-03-25 | Waagner Biro Ag | Verfahren zur abscheidung von schadgasen |
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