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DE4336768A1 - Verfahren zur elektrisch angeregten Umwandlung oder Zerstörung von Schadstoffen und/oder toxischen Chemikalien - Google Patents

Verfahren zur elektrisch angeregten Umwandlung oder Zerstörung von Schadstoffen und/oder toxischen Chemikalien

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DE4336768A1
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DE
Germany
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desorption
gas
sulfur
adsorption
reaction
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Withdrawn
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DE4336768A
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English (en)
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Jerzy Dr Polaczek
Albin Prof Dr Czernichowski
Gerd Dr Collin
Zygmunt Prof Dr Lisicki
Andrzej Dipl Chem Krzeslak
Wladimir Dr Reschetilowski
Witold Dr Tecza
Herve Lesueur
Tadeusz Czech
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Dechema Gesellschaft fur Chemische Technik und Bi
Original Assignee
Dechema Deutsche Gesellschaft fuer Chemisches Apparatewesen eV
IND CHEMIE RESEARCH INST
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Publication date
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    • C01B17/60Isolation of sulfur dioxide from gases
    • 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
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    • 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
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Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Abtrennung von gas- und dampfförmigen Schadstoffen aus Gasgemischen, insbesondere aus Abgasen, sowie von gelösten Schadstoffen und/oder toxischen Chemikalien und die Umwandlung oder Zerstörung dieser Schadstoffe bzw. Chemikalien zu nutz­ baren Rohstoffen und/oder ökotoxikologisch unbedenklichen Verbindungen oder Elementen.
Die Emission von Schadgasen, insbesondere von Schwefeloxiden, Stickoxi­ den und Halogenverbindungen, in die Atmosphäre ist ein internationales Problem des Umweltschutzes. Nationale und internationale Regelungen und Vereinbarungen sehen eine signifikante Minderung dieser Emissionen vor. Darüber hinaus besteht ein Bedürfnis nach möglichst einfachen und kosten­ günstigen Verfahren zur Umwandlung toxischer Chemikalien in ökotoxiko­ logisch unbedenkliche Verbindungen. Bekannte Verfahren z. B. zur Herab­ setzung der Emissionen von Schwefeldioxid und Stickoxiden weisen neben Vorteilen noch erhebliche Nachteile auf, die ihre ökonomische und ökolo­ gische Effektivität beschränken.
So werden in der Literatur zahlreiche Verfahren zur Naßentschwefelung von Rauchgasen beschrieben, die üblicherweise auf einer mit chemischer Reaktion gekoppelten Absorption in alkalischen Lösungen wie Kalkmilch oder wäßrigen Lösungen von Soda, Natriumsulfit, Magnesiumsalzen, Alka­ lihydroxiden oder Ammoniak beruhen. Alle diese Verfahren haben neben häu­ fig auftretenden Schwierigkeiten in der Prozeßführung durch Verstopfung der Apparaturen mit ausfallenden Salzen den weiteren signifikanten Nach­ teil, daß beträchtliche Mengen an festen und schlammartigen ausgefällten Umwandlungsprodukten anfallen, deren Verwertung schwierig ist und die daher überwiegend entgegen den ökonomischen und ökologischen Erforder­ nissen deponiert werden müssen. Beispielhaft seien die Gipsschlämme aus der Rauchgasentschwefelung benannt, die zwar nach bekannten Verfahren zu Baustoff-Gipsen aufgearbeitet werden können, deren Marktvolumen aber keinesfalls den bei der Rauchgasentschwefelung anfallenden Mengen ent­ spricht. Auch die sogenannten halbtrockenen Verfahren der Rauchgasent­ schwefelung, bei denen zur Bindung der Schwefeloxide die gleichen Sub­ strate wie Soda, Natriumhydroxid oder Calciumhydroxid in eine Reaktions­ kammer eingedüst werden, wo eine Sprühtrocknung des erhaltenen Produktes im Kontakt mit dem Abgas stattfindet, ergeben prinzipiell die gleichen problematischen Abfälle wie Naßverfahren.
Einen gewissen Fortschritt in der Rauchgasreinigung brachte die Anwen­ dung von "trockenen Verfahren, bei denen eine reversible Sorption der Schwefeloxide an feste Sorbentien wie Metalloxide, Zeolithe, Aktivkokse, Aktivkohlen oder Holzkohle stattfindet. Als Metalloxide werden bei­ spielsweise Aluminiumoxide vorgeschlagen (siehe J.T. Yeh et al.in Chem.Eng. Comm. 114 (1992), 65-68). In dieser Veröffentlichung ist auch ein "halb­ trockenes" Verfahren vorgestellt, bei dem mit Natriumcarbonat aktivierte Aluminiumoxid-Granulate zur Adsorption der Schwefeloxide verwendet wer­ den. Eine Regenerierung des Sorbens wird mit Hilfe von Reduktionsgasen wie Schwefelwasserstoff, Kohlenmonoxid, Wasserstoff oder Erdgas bei erhöhter Temperatur durchgeführt. Die dadurch entbundenen Gasmengen von Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff werden dann in einem nachgeschal­ teten Claus-Prozeß katalytisch zu elementarem Schwefel umgesetzt. Als Sorbentien werden auch Oxide des Mangans, Eisens, Kupfers, Cobalts und Zinks verwendet, die sich bei relativ niedrigen Temperaturen regenerie­ ren lassen (siehe polnische Patentschriften 93 590 und 150 338). Hohe Kosten der Sorbentien sowie deren Stoffverluste schränken eine Anwendung des Verfahrens ein. Gewisse Vorteile bringt die Verwendung von Kupfer­ oxid auf einem Aluminiumoxid- oder porösem Silikatträger als Sorbens. Bei diesem Verfahren wird Schwefeldioxid in Anwesenheit von Sauerstoff als Kupfersulfat gebunden. Die Regenerierung des Sorbens erfolgt bei etwa 400°C.
In der japanischen Patentschrift 58 223 426 wird ein Verfahren beschrie­ ben, bei dem Aktivkohle als Sorbens eingesetzt und danach durch eine thermische Desorption regeneriert wird. In der japanischen Patentschrift 58 207 925 wird ein anderes Verfahren vorgestellt, bei dem kohlestämmige Stoffe wie Koks zur Sorption von Schwefeldioxid aus Gasen verwendet wer­ den. Während der Desorption wird das Schwefeldioxid entsprechend dem Prinzip des Claus-Verfahrens mit Schwefelwasserstoff und/oder Kohlen­ oxidsulfid-haltigen Gasen thermisch in elementaren Schwefel umgewandelt.
Die als Sorbentien verwendeten kohlestämmigen Produkte wirken dabei gleichzeitig als Reduktionsmittel. Die verbrauchten Sorbentien werden verbrannt und die dabei gebildeten Restmengen von Schwefeldioxid in die Adsorptionsstufe zurückgeführt. Die bei der Verbrennung entstehende Wärme wird für die Desorption und Reduktion verwendet.
Auf Aktivkoks als Adsorbens basiert auch das von der deutschen Berg­ bau-Forschung GmbH gemeinsam mit der Uhde GmbH entwickelte Rauchgas-Rei­ nigungsverfahren. Hierbei findet in erster Stufe eine Adsorption der in den Abgasen enthaltenen Schwefeloxide auf Aktivkoks statt, der eine thermische Desorption und eine Oxidation des Schwefeldioxids zu Schwe­ feltrioxid nachgeschaltet sind. Der durch Desorption regenerierte Aktiv­ koks kann in einer weiteren Reaktionsstufe als Katalysator zur redukti­ ven Umwandlung der in den Abgasen enthaltenen Stickoxide mit Ammoniak zu elementarem Stickstoff dienen. Das Verfahren wird in industriellen Anla­ gen angewendet (siehe zum Beispiel Chem. Techn. (Heidelberg) 18 (1989), 17; 19 (1990), 122). Nachteilig bei diesem Verfahren ist der Anfall von Schwefelsäure als Reaktionsprodukt des Schwefeldioxids, für die in ähnlicher Weise wie beim Baustoff-Gips im Verhältnis zu den in Kraft­ werks-Abgasen enthaltenen Schwefeldioxid-Mengen nur ein begrenzter Anwendungsmarkt als Chemikalie besteht.
Die beschriebenen Verfahren zur Abtrennung von Schwefeloxiden aus Abga­ sen lassen sich in Recycling-Verfahren unter Gewinnung von Schwefel in Form bestimmter Handelsprodukte und Sekundärabfälle bildende Verfahren einteilen. Die letzteren Verfahren haben den ökologischen Nachteil, daß beträchtliche Mengen an Abfallprodukten wie z. B. nicht verwertbarer Gips deponiert werden muß, wobei sich die in den Deponien enthaltenen Stoffe unter Einwirkung von Witterungseinflüssen in Wasser teilweise auflösen und bei nichtgeschützten Deponien zu Grundwasser-Verunreinigungen füh­ ren. Die Recycling-Verfahren führen meistens zur Gewinnung von Schwefel­ säure oder deren Salzen.
Dem gegenüber ergibt die Reduktion von Schwefeloxiden zu elementarem Schwefel ein Produkt, das sowohl stofflich verwertet als auch, weil in Wasser praktisch unlöslich, ökologisch unbedenklich deponiert werden kann. Die chemische Reduktion von Schwefeloxiden zu elementarem Schwefel ist seit langem bekannt, wobei als Reduktionsmittel zahlreiche Stoffe wie elementarer Kohlenstoff, Wasserstoff, Schwefelwasserstoff oder Schwefelkohlenstoff genutzt werden können. So ist z. B. mit Wasserstoff bereits bei 200°C eine vollständige Reduktion von Schwefeldioxid möglich, jedoch läßt sich diese Reaktion trotz günstiger thermodyna­ mischer Voraussetzungen nur in sauerstofffreier Atmosphäre und bei ab­ solutem Wasserausschluß durchführen. Aus diesem Grunde erfordert die Reduktion von Schwefeldioxid zu Schwefel in der Praxis relativ hohe Tem­ peraturen von oberhalb 500°C oder aber die Anwendung von Katalysatoren. Die Reduktion von Schwefeldioxid mit Kohlenmonoxid zu Schwefel verläuft erst im Temperaturbereich von 1000 bis 1200°C (siehe J. Am.Chem. Soc. 39,364). Durch Einsatz eines keramischen Katalysators im Wirbelbett läßt sich die Reaktionstemperatur auf 400 bis 800 K absenken, wie es in der deutschen Patentschrift 3 517 189 beschrieben wird. In einer älteren Arbeit (Zhurn.Prom.Khim. 12,480) wird eine solche Reduktion beschrieben, bei der ein Eisenoxid/Aluminiumoxid-Katalysator bei einer Temperatur von oberhalb 500°C verwendet wird. Die Anwendung von Katalysatoren setzt eine Vorentstaubung des Schwefeldioxid enthaltenden Abgases sowie eine vorhergehende Entfernung von Arsen, Selen und anderer Katalysatorgifte voraus. Hierzu ist es erforderlich, daß das Abgas gekühlt und gegebenen­ falls sogar getrocknet werden muß, was Energieverluste bewirkt und kor­ rosionsfeste Wärmeaustauscher erfordert. Die nichtkatalytischen Hochtem­ peratur-Verfahren ergeben als Reduktionsprodukt nur einen mit toxischen Stoffen wie Schwefelwasserstoff oder Kohlenoxidsulfid verunreinigten Elementarschwefel, was dann doch die Anwendung einer katalytischen Claus-Anlage oder einer anderen Absorptionsmethode notwendig macht. Diese zusätzlichen Anlagen erfordern wiederum eine Vorentstaubung der Abgase sowie eine Entfernung von Katalysatorgiften, was mit weiteren Energie­ verlusten und zusätzlichen Kosten verbunden ist.
Ähnliche oder andere Probleme bestehen in der Entfernung von Stick­ oxiden, Halogenverbindungen und anderen Schadstoffen aus Abgasen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist weitgehend frei von den beschriebenen Nachteilen. So werden beispielsweise nach dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren Schwefeloxide aus Abgasen vorteilhaft auf kohlestämmigen Sorbentien wie Aktivkoksen oder Aktivkohlen adsorbiert und dann bei erhöhter Tempe­ ratur .und gegebenenfalls unter vermindertem Druck in einem Reduktions­ medium desorbiert und im Desorbat nichtkatalytisch durch elektrische Anregung zu elementarem Schwefel umgesetzt. Als Reduktionsgase lassen sich Erdgas, Kokereigas, Synthesegas (CO/H2), Wasserstoff, Kohlenmon­ oxid, Schwefelwasserstoff, Methanol und/oder Methan sowie gegebenenfalls auch Feststoffe wie Kohlenstaub oder kohlenstoffhaltige Stäube in Gegen­ wart oder Abwesenheit von Wasserdampf als reduzierende Medien verwen­ den. Die Adsorption wird vorteilhaft bei Temperaturen von 60 bis 160°C, die Desorption in Temperaturbereich von 200 bis 500°C durchgeführt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Gasflusses während der Adsorption und der Desorption wird vorteilhaft in einem Bereich von 2 bis 8 m3·kg-1 sorb·h-1 eingestellt. Die so erhaltenen Gasgemische werden anschließend in einem Plasmareaktor durch elektrische Anregung unter Einwirkung eines Nieder­ temperatur-Lichtbogens zu elementarem Schwefel umgesetzt.
Die quasi-katalytischen Eigenschaften eines elektrischen Nicht-Gleichge­ wichtsplasmas sind aus der französischen Patentschrift 2 646 099 hin­ sichtlich der Niedertemperatur-Oxidation von Schwefelwasserstoff sowie der Nachverbrennung organischer Verbindungen bekannt. Überraschend war die Wirksamkeit des Plasmareaktors in der Niedertemperatur-Reduktion von Schwefeloxiden und anderen Schadstoffen sowie in der reduktiven und oxi­ dativen Umwandlung von Stickstoffverbindungen sowie weiterer ökologisch bedenklicher oder toxischer Chemikalien. Die Verwendung einer etwa unter Normaldruck arbeitenden Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Nicht-Gleichgewichtsplasmas nach der französischen Patentschrift 2 639 172 ermöglicht eine leichte Implementierung des Verfahrens im großtechnischen Maßstab.
Das Verfahren gemäß der Erfindung arbeitet beispielsweise in der Entfer­ nung von Schwefeloxiden aus Abgasen ohne jegliche sekundären Abfallpro­ dukte. Der feinkörnige Schwefel als Reaktionsprodukt ist z. B. im Gegen­ satz zu Gips oder Schwefelsäure anstelle von Naturschwefel zur Herstel­ lung der verschiedensten Schwefelverbindungen einsetzbar oder notfalls ökologisch unbedenklich zu deponieren. Die erfindungsgemäße Anwendung eines elektrischen Plasmareaktors mit einem Niedertemperatur-Lichtbogen ist technisch einfach z. B. innerhalb eines bestehenden Kraftwerks zu installieren und zu betreiben. In Kraftwerken besteht der zusätzliche Vorteil in einer gleichzeitigen Entfernung der umweltbedenklichen Stick­ oxide durch Umwandlung in ökologisch unbedenklichen elementaren Stick­ stoff.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird durch folgende Beispiele erläu­ tert:
Beispiel 1
In einem thermostatisierten Laboratoriumsreaktor aus Pyrex-Glas mit ei­ nem Volumen von 600 mm3 (Länge 85 mm, Innendurchmesser 3 mm), wird Schwefeldioxid adsorbiert und mit Wasserstoff desorbiert. Der Reaktor enthält 300 mg eines zerkleinerten Aktivkokses vom Typ VA (Hersteller: Carbotech Gesellschaft für Bergbau und Industrieprodukte, Essen) als Sorbens. Verwendet wurde eine Siebfraktion des Aktivkokses von 0,315 bis 0,5 mm einer Schüttmasse von 676 kg·m-3 und einer spezifischen Oberfläche von 45,5 m2·g-1 mit einem (nach Angabe des Herstellers) Ver­ aschungsrückstand von unter 3,0%. Der Aktivkoks wird zunächst bei 300°C über 1h mit Stickstoff (Durchfluß 0,6 1·h-1) aktiviert. Nach dieser Aktivierung wird der Reaktor auf die Adsorptionstemperatur von 80°C ab­ gekühlt und in seinen Betriebsparametern Durchflußmenge und Temperatur eingeregelt. Mit Hilfe eines Dosierventils wird dann Schwefeldioxid in Portionen von 1000 mm3·min-1 in den Reaktor eingespeist. Diese einzelnen Portionsmengen sind im Vergleich zur Adsorberbett-Kapazität überschüs­ sig. Nach mehrmaliger Wiederholung der Adsorption wird eine Sättigung des Sorbens erreicht.
Zur Desorption des Schwefeldioxids wird der Trägergasstrom von Stick­ stoff auf Wasserstoff umgeschaltet, wobei gleichzeitig das Sorbens Aktiv­ koks mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 60 K·min-1 auf die Desorp­ tionstemperatur von 300°C gebracht wird. Die Menge des adsorbierten Schwefeldioxids beträgt 4,54 g/kg des Aktivkoks-Sorbens. Eine mehrmalige Wiederholung des Adsorption/Desorption-Zyklus ergibt etwa gleiche Mengen.
Die elektrisch angeregte Reduktion des Schwefeldioxids mit Wasserstoff wird in einem zylindrischen Stahlreaktor mit einem Volumen von 5,4 l durchgeführt. Die Wände des Reaktors werden mit Wasser gekühlt. Durch den keramischen Deckel des Reaktors werden sechs Metallelektroden einge­ führt und an eine elektrische Hochspannung angeschlossen. Der Elektro­ denabstand variiert im Bereich von 5 bis 100 mm. Über einen Durchflußmes­ ser wird das Gasgemisch von Schwefeldioxid und Wasserstoff durch eine 3 mm-Düse eingespeist. Der Gasdruck im Reaktor beträgt etwa 1 bar. Von den Substraten und Produkten werden Proben genommen und unmittelbar auf SO2 mit einem Orsat-Gerät sowie mit Dräger-Röhrchen und einem Gaschromato­ graphen (Poropak Q-gefüllte Säulen) mit Katarometer und Helium-Trägergas analysiert.
In den Plasmareaktor eingeleitet wird ein Gemisch von 37 Vol.-% Schwefel­ dioxid und 63 Vol.-% Wasserstoff als Reduktionsgas mit einer Temperatur von 20°C mit einer Durchflußrate von 2,5 Nm3·h-1. Dieses Gasgemisch wird der Entladung eines Niedertemperatur-Lichtbogens mit einer Leistung von 1,6 kW unterworfen. Im kalten Teil des Reaktors wird eine reichliche Menge von elementarem Schwefel und Wasser abgeschieden, die sich nach der Reaktion
SO2 + 2 H2 = S + 2 H2O
gebildet haben. In geringem Ausmaß findet die Nebenreaktion
S + H2 = H2S
statt, so daß im Endgas ein H2S-Gehalt von 0,5 Vol.-% gemessen wird. Diese Nebenreaktion wird in der Stoffbilanz berücksichtigt, die sich aus den Konzentrationen der einzelnen Gaskomponenten aufstellen läßt. Die Stoffbilanz ergibt einen Umsatz von Schwefeldioxid zu elementarem Schwefel in Höhe von 67% der eingesetzten Menge bei einstufiger Fahr­ weise.
Beispiel 2
Analog Beispiel 1 wird Schwefeldioxid adsorbiert und mit Methan desor­ biert. Der Adsorber enthält 300 mg eines feinkörnigen Aktivkokses vom Typ AKP (Hersteller: Hajnowskie Przedsiebiorstwo Suchej Destylacji Drewna, Hajnówka/Polen) der Siebfraktion 0,315 bis 0,5 mm, der Schüttmasse von 605 kg·m-3 und einer spezifischen Oberfläche von 1710 m-2·g-1 mit einem Veraschungsrückstand (nach Angabe des Herstellers) von 10,1%. Die Akti­ vierungstemperatur beträgt 300°C. Die Adsorption wird bei einer Tempera­ tur von 80°C in einem Stickstoffstrom von 0,6 l·h-1 durchgeführt. Wäh­ rend der Desorption wird Stickstoff durch Methan bei gleicher Durchfluß­ rate substituiert, wobei das Sorbens Aktivkoks analog Beispiel 1 auf eine Temperatur von 300°C aufgeheizt wird. Die Menge des adsorbierten Schwefeldioxids wird aus den Analysendaten zu 3,56 g SO2/kg Aktivkoks berechnet.
Die elektrisch angeregte Reduktion des Schwefeldioxids wird in dem in Beispiel 1 beschriebenen Reaktor durchgeführt. Ein Gasgemisch der Zusam­ mensetzung von 57 Vol.-% Schwefeldioxid und 43 Vol.-% Methan wird mit einer Temperatur von 20°C mit einer Durchflußrate von 1,8 Nm3·h-1 einge­ speist. Unter den Bedingungen der elektrischen Entladung des Niedertem­ peratur-Lichtbogens (0,5 kW) verläuft die Reaktion
2 SO2 + CH4 = 2 S + 2 H2O + CO2
Im kalten Teil des Reaktors schlägt sich eine beträchtliche Menge von elementarem Schwefel und Wasser nieder. In den Abgasen wird Kohlendioxid gemessen. In geringerem Ausmaß laufen zwei Nebenreaktionen ab, bei denen Methan zu Synthesegas und Schwefel zu Schwefelwasserstoff umgesetzt wird:
SO2 + 2 CH4 = S + 2 CO + 4 H2
S + H2 = H2S
Aus den Analysedaten läßt sich ein Umsatz von 64% der eingesetzten Schwefeldioxid-Menge zu elementarem Schwefel bei einstufigem Durchsatz berechnen.
Beispiel 3
In den Plasmareaktor gemäß Beispiel 1 und 2 werden ohne vorhergehenden Adsorptionsschritt eine Gasmischung aus 4,7 Vol.-% Stickstoffmonoxid und 95,3% Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 20 Nl·min-1 sowie als Reduktionsgas 3 bis 9 Nl·min-1 Wasserstoff eingespeist. Die Gase haben eine Eintrittstemperatur von 20°C. Der Reaktor wird unter einem Druck von 1,05 bar gefahren. Bei einer Leistung von 1,15 kW und einer Wasserstoff-Einspeisung von 3,1 Nl·min-1 lassen sich im Gasaustritt noch 0,35 Vol.-% NOX nachweisen, bei einer Leistung von 1,3 kW und einer Wasserstoff-Einspeisung von 4,2 Nl·min-1 0,15 Vol.-% NOX. Erhöht man bei gleicher Leistung die Wasserstoff-Einspeisung auf 6,0 Nl·min-1, sind noch 0,1 Vol.-% NOX im Austrittsgas nachzuweisen. Bei ebenfalls gleicher Leistung und einer Wasserstoff-Einspeisung von 9,1 Nl·min -1 liegt der NOX-Gehalt im Austrittsgas unterhalb der Nachweisgrenze. Das austretende Gas enthält in allen Fällen neben Stickstoff Wasser­ dampf als Reaktionsprodukt.
Beispiel 4
Bei gleicher Versuchsanordnung wie im Beispiel 3 werden bei einer Leistung von 1,25 kW 22 Nl·min -1 des Gemisches aus 4,7% Stickstoff­ monoxid und 95,3% Stickstoff sowie 4,4 Nl·min -1 Methan eingespeist. Im Austrittsgas sind nur noch 0,2 Vol.-% NOX und der als Reaktions­ produkt gebildete Wasserdampf nachweisbar.
Beispiel 5
In gleicher Versuchsanordnung wie im Beispiel 3 wird Wasserstoff als Reduktionsgas durch Ammoniak ersetzt. Bei einer Leistung von 1,05 kW werden 23 Nl·min-1 des Gemisches aus 4,7 Vol.-% Stickstoffmonoxid und 95,3 Vol.-% Stickstoff sowie 0,6 Nl·min -1 Ammoniak eingespeist. Der NOX-Gehalt im Austrittsgas liegt unterhalb der Nachweisgrenze.

Claims (16)

1. Verfahren zur Umwandlung oder Zerstörung von gas- und dampfförmi­ gen sowie gelösten Schadstoffen und/oder toxischen Chemikalien zu nutzbaren Rohstoffen und/oder ökotoxikologisch unbedenklichen Ver­ bindungen durch Sorption an festen oder in flüssigen, vorteilhaft kohlestämmigen Sorbentien, Desorption bei erhöhter Temperatur und gegebenenfalls unter vermindertem Druck und nachfolgende Reaktion, dadurch gekennzeichnet, daß die Desorption in einer Strömung von einem reaktiven Medium durch das Sorbens und die anschließende Reaktion in der Desorbatströmung durch elektrische Anregung unter Einwirkung eines Niedertemperatur-Lichtbogens im Plas­ mareaktor geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion des Schadstoffs und/oder der toxischen Chemikalien eine Reduktion ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion des Schadstoffs und/oder der toxischen Chemikalien eine Oxidation ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2 (a) bzw. Anspruch 3 (b), dadurch gekennzeichnet, daß organische Schadstoffe und/oder toxische Chemikalien der Adsorption, Desorption und a) einer reduktiven bzw. b) einer oxidativen Entfernung von Heteroatomen unterworfen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schwefeloxide enthaltende Abgase der Behandlung durch Adsorp­ tion, Desorption und anschließenden Reduktion zu elementarem Schwefel unterworfen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Stickoxide enthaltende Abgase der Behandlung durch Adsorption, Desorption und Reduktion zu elementarem Stickstoff unterworfen wer­ den.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Schwefelwasserstoff, Kohlenoxidsulfid oder organische Schwefel­ verbindungen enthaltende Abgase der Adsorption, Desorption und an­ schließenden Oxidation zu elementarem Schwefel unterworfen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ammoniak, Amine oder andere organische Stickstoffverbindungen enthaltende Abgase der Adsorption, Desorption und anschließenden Oxidation zu elementarem Stickstoff unterworfen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 4 (a), 5 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Erdgas, Kokereigas, Synthesegas, Wasserstoff, Kohlen­ monoxid, Schwefelwasserstoff, Methanol, Methan, Ammoniak und/oder Kohlenstaub oder kohlenstoffhaltige Stäube mit oder ohne Wasserdampf als reduzierende Medien verwendet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1, 3, 4 (b), 7 und 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Luft, Sauerstoff, Ozon, Chlor, Chlordioxid oder Wasserstoffperoxid mit oder ohne Wasserdampf als oxidierende Medien verwendet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 4 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sorption im Temperaturbereich von 60 bis 160°C geführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Sorbentien Aktivkokse oder Aktivkohlen verwendet werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Gasströmung im Bereich von 2 bis 8 m³ · kg-1 sorb· h-1 gehalten wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in einem mit dem Generator des elektrischen Niedertem­ peratur-Lichtbogens versehenen Reaktor (Plasmareaktor) geführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Plasmareaktor in einem Temperaturbereich von 50 bis 200°C gefahren wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Plasmareaktor die Gas- und Feststoff- bzw. Flüssigkeits-Abscheidung kombiniert werden.
DE4336768A 1992-10-29 1993-10-28 Verfahren zur elektrisch angeregten Umwandlung oder Zerstörung von Schadstoffen und/oder toxischen Chemikalien Withdrawn DE4336768A1 (de)

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