WO1996012552A1 - Process, device and catalyst for cleaning used air - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method, a device and a catalyst for purifying exhaust air according to the preambles of claims 1, 4 and 17.
- Various elements are arranged between the inlet and outlet, which, in accordance with the respective process, guide the incoming air so that it optimally comes into contact with other media.
- screens and filters can be arranged that mechanically separate the contaminants.
- the invention is based on the object of a method and a device with which it is possible to inexpensively and highly effectively purify the exhaust air from oxidizable pollutants such as hydrocarbons, alcohols, aldehydes, acids, acid anhydrides, esters, halogenated hydrocarbon compounds and others to achieve inorganic and organic gases by incineration without causing disposal problems with regard to the resulting reaction products.
- oxidizable pollutants such as hydrocarbons, alcohols, aldehydes, acids, acid anhydrides, esters, halogenated hydrocarbon compounds and others to achieve inorganic and organic gases by incineration without causing disposal problems with regard to the resulting reaction products.
- the invention has several advantages.
- the oxidizable pollutants are not collected and transferred to another medium, but are destroyed in accordance with the method and the device according to the invention and converted into compounds such as water, carbon dioxide, organic acids which are ecologically harmless. In this way, a residue of substances that should be sent to a landfill is almost completely avoided. It has been shown that the air can be cleaned extremely cost-effectively by means of the invention. In particular, solvents, such as those found in the paint processing industry, can be converted almost completely oxidatively and removed from the exhaust air by means of the device. The result is a high degree of purity in the treated air achieved that goes far beyond the existing standards.
- a further advantage of the invention is that in particular substances which are difficult to oxidize, as are often used in solvents, such as hydrocarbons, halogenated hydrocarbons,
- the carrier materials used according to the invention are particularly effective when they are combined or mixed with catalytically active compositions. It was shown that oxidic compounds of the subgroups of the periodic table in cooperation with oxidizing agents at the solid / liquid phase boundary make a catalytic conversion of the pollutants possible, which is almost quantitative.
- the catalytically active coating is applied here by impregnating or coating the solid, inert carrier material with a salt solution or with salt or oxide melts, followed by intensive heat treatment.
- the guantative and qualitative composition of the catalyst can be varied within wide limits and enables an optimal adaptation to the composition of the exhaust air. According to the invention, an optimal oxidation temperature is also set at this location via heat exchangers.
- ozone can also be used alternatively or additionally. However, the prerequisite for this is that the ozone is completely dissolved in the aqueous phase.
- the finely divided aqueous phase according to the invention which is intensively mixed with the exhaust air, contains surface-active substances which favor the formation of an oil-in-water emulsion.
- the surfactants preferably used according to the invention are low molecular weight emulsifiers and high molecular weight emulsifiers which promote the formation of oil-in-water emulsions. These include anionic substances such as soaps
- Sodium 2-ethylhexyl sulfate, sodium xylene sulfonate, sodium naphthalenesulfonate, sodium alkylnaphthalenesulfonate, sodium sulfosuccinate, RCOOC 2 H 4 S0 3 sodium, RCONHC 2 H 4 S0 3 sodium (R C 17 H 33 ), oleyl lysyl prinic acid sodium, oleyl sodium balsa Turkish red oil, natural solfonated oils, sodium salt of sulfonosuccinic acid dialkyl ester, bile acid Salts, resin soaps; cationic substances such as laurylpyridinium chloride, lauryltrimethylammonium chloride, lauryl-colamin-formyl-methyl-pyridinium chloride and nonionic substances such as polyoxyethylene fatty alcohol ether, polyoxyethylene fatty acid esters and high molecular weight emulsifiers such as casein, gelatin, protein degradation agar
- the wetting agents present according to the invention result in a particularly light and intensive contact of the aqueous phase with the solid inert phase, which leads to the fact that the release of atomic oxygen is extremely favored.
- Compounds from the group of alkylbenzenesulfonates are particularly suitable as wetting agents.
- the device according to the invention also has important advantages over the prior art.
- heat exchangers is provided in the area of the solid support material with a large surface area.
- Another heat exchanger is located in the pre-reaction tank. This makes it possible to either heat or cool the exhaust gas to be cleaned to the required temperature.
- the heat exchanger can perform a synergetic function if the exothermic heat generated in the packed bed of the reaction container is supplied to the exhaust gas to be cleaned in the pre-reaction container.
- it is possible to use the heat exchanger in the packed bed of the reaction container dissipate any exothermic heat and if necessary supply it to the exhaust gas to be cleaned via the heat exchanger in the pre-reaction tank in order to achieve a required exhaust gas temperature.
- the exhaust gas to be cleaned is brought to the appropriate temperature in the reaction zone by means of the device.
- the presence of a heat exchanger in the reaction area of the reaction vessel has the additional advantage that the temperature of the reaction zone can be limited to a maximum of 105 ° C. in the case of strongly exothermic reactions. This is of considerable importance for the safe operation of the system.
- reaction vessels provided according to subclaim 18 enables e.g. Advantageously, on the one hand, the combination of acidic and alkaline stages for removing pollutant components that can be oxidized in different environments and, on the other hand, an increase in the residence time in confined spaces and in the disposal of contaminants that are difficult to oxidize.
- Show it 1 shows a flow diagram of an exhaust air purification system with a pre-reaction container and a reaction container;
- FIG. 2 shows a flow diagram of an exhaust air purification system with a pre-reaction container and two separate reaction containers
- FIG. 3 shows a flow diagram of an exhaust air purification system with a pre-reaction container and a reaction container with subchambers
- aqueous phase is atomized via nozzles 15.
- the finely divided aqueous phase and the exhaust gas mix intensively.
- the mixed aqueous phase and the exhaust air are passed in cocurrent via a heat exchanger 16, which brings the exhaust gas to the required oxidation temperature.
- Air is used as the heat transfer medium. This air enters a cooling air inlet 11 and is guided through the heat exchanger 16 via a fan 12 and fed back into the atmosphere via the heat transfer medium outlet 13.
- a part of the aqueous phase supplied via the nozzles 15 collects in the lower part of the pre-reaction container 1.
- a level control 17 controls the discharge of the aqueous phase from the lower region of the pre-reaction container 1.
- the aqueous solution of an oxidizing agent is introduced via a reaction solution inlet 18 and brought to the required reaction concentration with the water entering via a water inlet 19.
- Those collecting in the lower area of the reaction container 1 aqueous phase is discharged via a waste water outlet 20 or fed back into the system via the nozzles 15.
- the exhaust gas to be cleaned is passed into the reaction container 2 via the gas outlet 31.
- a temperature measurement is carried out in a temperature control 7.
- a water separator 24 arranged in the upper part of the reaction container 2 likewise contains packing elements which not only bring about water separation, but also make post-oxidation of the pollutants which have not yet been implemented possible.
- a clean gas outlet 10 guides the cleaned exhaust air through a pollutant concentration control 8, from which the cleaned exhaust air is conveyed into the atmosphere via the clean gas outlet 39 by means of a fan 9.
- a reaction solution inlet 26 enables the addition of an aqueous solution of the oxidizing agent, which is then brought to the required oxidation concentration with the water supplied via the water inlet 27.
- the aqueous phase thus set is then atomized via the nozzles 22 in the reaction container 2.
- the aqueous phase collects, which is either fed to the nozzles 22 by means of a pump 21 or, in the case of high consumption of oxidizing agent, is discharged via a waste water outlet 28.
- the reaction solution, which is fed into the system via the reaction solution inlet 26, is removed from a storage container for reaction solution 3. Not more usable wastewater, ie used aqueous phase is fed via a wastewater outlet 28 to a container for wastewater 4.
- the device for exhaust air purification according to FIG. 2 has two reaction vessels 2 and 34 compared to the device of FIG. If the clean gas leaving the reaction container 2 via the clean gas outlet 10a does not yet have the required low levels of pollutants, this clean gas is passed into the reaction container 34 via the gas inlet 33. Here again there is intensive contact with the aqueous phase.
- a heat exchanger 30 enables the heat dissipation of the exothermic heat generated in the reaction areas of the packed bed 23. This limits the heat development and the temperature does not rise above 105 ° C.
- the heat dissipated there can be used to heat the incoming exhaust air in the pre-reaction container 1 to a required reaction temperature. This heating then takes place via the heat exchanger 16 in the pre-reaction container 1.
- the device for exhaust air purification according to FIG. 3 differs from the device according to FIG. 2 in that the devices in FIG. 2 are arranged separately
- Reaction containers 2 and 34 are combined in one container and are separated from one another by vertical dividing walls. This enables a compact design.
- Conveying the exhaust air and the atomized aqueous phase in cocurrent can also be easily switched to countercurrent.
- the exhaust air inlet 36 would then be arranged in the lower region of the pre-reaction container 1.
- a flow switch 35 enables after Determination of the pollutant concentration in the pollutant concentration control 8a the passage of the not yet sufficiently cleaned exhaust gas into a sub-chamber 2b.
- This sub-chamber 2b is structurally identical to the sub-chamber 2a.
- the aqueous phase collecting in the lower regions of the subchambers 2a and 2b is removed by controlling the aqueous phase 37. Unused aqueous phase is returned to the system and used aqueous phase is transferred to the waste water container 4.
- An exhaust gas volume flow of 650 m 3 / h must be disposed of in the drying stage of a printing house.
- a methanol / ethanol mixture (450 mg / m 3 ) and an aldehyde mixture (100 mg / m 3 ) occur as pollutants at a temperature of 25 ° C.
- the gas first passes into the pre-reaction container 1 and then into the reaction container 2 (FIG. 1).
- a 1.5% hydrogen peroxide solution is used as the washing solution and as the oxidative reaction liquid.
- the packed bed 23 in the sprinkling zone of the reaction container 2 consists of a mixture of oxidation-active manganese dioxide (MnO 2 ) and poroton granules.
- MnO 2 oxidation-active manganese dioxide
- poroton granules For water separation, post-adsorption or post-oxidation and gas drying, a further brown stone and poroton layer on a ceramic packing bed is used in the water separator 24 above
- the clean gas leaving the plant has a pollutant concentration of 30 mg / m 3 alcohol and 12 mg / m 3 aldehyde.
- the clean gas temperature is 40 ° C
- the exhaust gas temperature is 30 ° C.
- the exhaust gases are in a cleaning system 3 (plant with recirculation of the clean gas stream and 2-stage reactor) disposed of.
- the exhaust gas is passed into the pre-reaction tank 1 for prewashing.
- a 1.5% hydrogen peroxide solution is used as the washing liquid. This process reduces the alcohol concentration to 50 mg / m3.
- the pre-cleaned exhaust gas reaches the subchamber 2a of the reaction container 2.
- a 1.5% hydrogen peroxide solution is used as the reaction solution, which is added as a phase transfer catalyst surfactant in a concentration of 0.1% to solubilize the xylene.
- a mixture of manganese dioxide, zeolite and porcelain granules impregnated with potassium permanganate and ceramic fillers serves as the reactive packing.
- Above the nebulization zone is a poroton and brown fill for droplet separation and post-adsorption or post-oxidation.
- the clean gas has a concentration of 15 mg / m 3 xylene and 10 mg / m 3 alcohol.
- the clean gas temperature is 45 ° C.
- the pollutant concentration in the exhaust gas increases to 350 mg / m 3 xylene and 440 mg / m 3 alcohol, which results in a clean gas concentration to 25 mg / m 3 xylene.
- the Gas flow into the sub-chamber 2b of the second reaction stage, whereby the pollutant concentration is reduced to 10 mg / m 3 xylene.
- Reaction tank 19 Water inlet a partial chambers 20 Waste water outlet b partial chambers 21 Pump
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Abstract
The invention relates to a process, a device and a catalyst for cleaning used air of oxidisable impurities. The purpose is to provide a process and device making it possible economically and highly effectively to clean the air of oxidisable pollutants by burning without giving rise to problems in the disposal of the products used. This purpose is attained in that the used air to be cleaned is intensively mixed in a pre-reaction or reaction vessel with a finely divided aqueous phase containing oxidising agents and surface-active substances. At the same time or thereafter the used air to be cleaned and the aqueous phase are brought into contact on a large-area solid catalytically active phase while the temperatures at the point of contact are kept below 105 °C.
Description
Verfahren, Vorrichtung und Katalysator zum Reinigen von Abluft Process, device and catalyst for cleaning exhaust air
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und einen Katalysator zum Reinigen von Abluft gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 4 und 17.The invention relates to a method, a device and a catalyst for purifying exhaust air according to the preambles of claims 1, 4 and 17.
Verfahren und Vorrichtungen zum Reinigen von Abluft von oxidierbaren Schadstoffen insbesondere von Schadstoffen aus den Gruppen der Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde, Säuren und Säureanhydride, Ester, Halogenkohlenwasserstoffverbindungen, anorganische und organische Gase, üblicher Bauweise, weisen in der Regel einen Lufteintritt für die zu reinigende und einen Luftaustritt für die gereinigte Luft auf. Zwischen Eintritt und Austritt sind verschiedene Elemente angordnet, die entsprechend dem jeweiligen Verfahren die eintretende Luft so führen, daß sie mit anderen Medien optimal in Kontakt tritt. Zusätzlich können Siebe und Filter angeordnet sein, die die Verunreinigungen mechanisch abtrennen.Methods and devices for cleaning exhaust air from oxidizable pollutants, in particular pollutants from the groups of hydrocarbons, alcohols, aldehydes, acids and acid anhydrides, esters, halogenated hydrocarbon compounds, inorganic and organic gases, of conventional design, generally have an air inlet for those to be cleaned and an air outlet for the cleaned air. Various elements are arranged between the inlet and outlet, which, in accordance with the respective process, guide the incoming air so that it optimally comes into contact with other media. In addition, screens and filters can be arranged that mechanically separate the contaminants.
Bei der Reinigung der Luft von gasförmigen Bestandteilen wie Lösungsmitteldämpfe ist es üblich, die Luft mit anderen Medien in Kontakt zu bringen, um diese gasförmigen Kontaminanten durch Adsorption, Absorption, Chemiesorption zu entfernen bzw. eine
katalytische Nachverbrennung oder eine Verbrennung bei höheren Temperaturen durchzuführen.When cleaning the air from gaseous constituents such as solvent vapors, it is customary to bring the air into contact with other media in order to remove these gaseous contaminants by means of adsorption, absorption, chemisorption or a to carry out catalytic post-combustion or combustion at higher temperatures.
Aufgrund der verschärften Auflagen hinsichtlich des Gehaltes von Verunreinigungen in der an die Atmosphäre abgegebene Abluft erscheinen Nachverbrennungen oxidierbarer Schadstoffe in geeignet konstruierten Vorrichtungen erfolgversprechend.Due to the stricter requirements regarding the content of impurities in the exhaust air released into the atmosphere, post-combustion of oxidizable pollutants in promisingly designed devices appears promising.
Bisher zeigte sich jedoch, daß bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen immer wieder Probleme verursacht durch die bei der Oxidationsreaktion entstehenden Produkte, auftreten, die sich hinsichtlich der im Ergebnis der Oxidationsreaktion entstehenden Produkte sich außerordentlich ungünstig auf die Standzeiten der Vorrichtungen auswirken. Damit steigen die Betriebskosten an und es entstehen neue Entsorgungsprobleme.So far, however, it has been found that the known methods and devices repeatedly cause problems caused by the products formed in the oxidation reaction, which have an extremely unfavorable effect on the service life of the devices with regard to the products formed as a result of the oxidation reaction. This increases operating costs and creates new disposal problems.
So ist es auch bekannt, daß verunreinigte Abluft über Verteilereinrichtungen durch eine Schüttung aus speziellen Zeolithgranulaten geleitet wird, in die ein Gemisch aus Wasserstoffperoxid und entsalzenem Wasser eingespeist wird. Zusätzlich kann bei diesem Verfahren zur Erhöhung des Oxidationsvermögens Ozon der Zeolithschüttung zugeführt werden. Dieses Verfahren hat den großen Nachteil, daß binnen kurzer Zeit nach Anfahren der Anlage die Zeolithgranulate vollständig mit Wasser gesättigt sind und das dort enthaltende Wasserstoffperoxid seine Oxidationswirkung nicht entfalten kann, die insbesondere darin besteht, daß vom Wasserstoffperoxid OH-Radikale abgegeben werden können.It is also known that contaminated exhaust air is passed through distribution devices through a bed of special zeolite granules into which a mixture of hydrogen peroxide and deionized water is fed. In addition, ozone can be added to the zeolite bed in order to increase the oxidizing capacity. This method has the major disadvantage that the zeolite granules are completely saturated with water within a short time after starting up the plant and the hydrogen peroxide contained therein cannot develop its oxidation effect, which consists in particular in that OH radicals can be released from the hydrogen peroxide.
Aus Kostengründen ist die Verwertung von entsalzenem Wasser nachteilig.
Hinzu kommt, das das gegebenenfalls zusätzlich bei diesem Verfahren eingesetzte gasförmige Ozone ökologische Probleme bereiten kann.The recycling of desalinated water is disadvantageous for cost reasons. In addition, the gaseous ozone that may also be used in this process can cause ecological problems.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde ein Ver¬ fahren und eine Vorrichtung anzubieten, mit der es möglich ist, eine kostengünstige, hochwirksame Reinigung der Abluft von oxidierbaren Schadstoffen wie Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde, Säuren, Säureanhydride, Ester, Halogenkohlenwasserstoff- Verbindungen und weitere anorganische und organische Gase durch Verbrennung zu erreichen, ohne daß bezüglich der entstehenden Reaktionsprodukte Entsorgungsprobleme entstehen.The invention is based on the object of a method and a device with which it is possible to inexpensively and highly effectively purify the exhaust air from oxidizable pollutants such as hydrocarbons, alcohols, aldehydes, acids, acid anhydrides, esters, halogenated hydrocarbon compounds and others to achieve inorganic and organic gases by incineration without causing disposal problems with regard to the resulting reaction products.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1, 16 und 22.The solution to this problem results from the characterizing features of claims 1, 16 and 22.
Die Erfindung weist verschiedene Vorteile auf.The invention has several advantages.
Die oxidierbaren Schadstoffe werden nicht gesammelt und in ein anderes Medium überführt, sondern sie werden entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung zerstört und in Verbindungen wie Wasser, Kohlendioxid, organische Säuren überführt, die ökologisch unbedenklich sind. Auf diese Weise wird ein Rückstand von Substanzen, die einer Deponie zugeführt werden müßten, nahezu völlig vermieden. Es zeigte sich, daß mittels der Erfindung eine außerordentlich kostengünstige Reinigung der Luft erfolgen kann. Insbesondere Lösungsmittel, wie sie bei der lackverarbeitenden Industrie anfallen, können nahezu vollständig oxidativ umgewandelt und mittels der Vorrichtung aus der Abluft entfernt werden. Im Ergebnis wird ein hoher Reinheitsgrad der aufbereiteten Luft
erreicht, der weit über die bestehenden Normen hinausgeht.The oxidizable pollutants are not collected and transferred to another medium, but are destroyed in accordance with the method and the device according to the invention and converted into compounds such as water, carbon dioxide, organic acids which are ecologically harmless. In this way, a residue of substances that should be sent to a landfill is almost completely avoided. It has been shown that the air can be cleaned extremely cost-effectively by means of the invention. In particular, solvents, such as those found in the paint processing industry, can be converted almost completely oxidatively and removed from the exhaust air by means of the device. The result is a high degree of purity in the treated air achieved that goes far beyond the existing standards.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, daß insbesondere schwer oxidierbare Substanzen, wie sie häufig in Lösemittel zum Einsatz kommen, wie Kohlenwasserstoffe, Halogenkohlenwasserstoffe,A further advantage of the invention is that in particular substances which are difficult to oxidize, as are often used in solvents, such as hydrocarbons, halogenated hydrocarbons,
Alkohole, Ketone, abgebaut werden.Alcohols, ketones, are broken down.
Beim Kontaktieren mit dem festem Trägermaterial mit großer Oberfläche, insbesondere bei Anwesenheit von katalytisch aktiven Materialien gemäß der Erfindung, erfolgt eine besonders schnelle Freisetzung von atomarem Sauerstoff und OH-Radikalen aus peroxidischen Oxidationsmitteln.When contacting the solid support material with a large surface area, in particular in the presence of catalytically active materials according to the invention, there is a particularly rapid release of atomic oxygen and OH radicals from peroxidic oxidizing agents.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Trägermaterialien sind besonders wirkungsvoll, wenn sie mit katalytisch aktiven Zusammensetzungen verbunden oder vermischt werden. Es zeigte sich, daß oxidische Verbindungen der Nebengruppen des Periodensystems im Zusammenwirken mit Oxidationsmitteln an der Phasengrenze fest/flüssig eine katalytische Umsetzung der Schadstoffe möglich machen, die nahezu quantitativ ist. Das Aufbringen der katalytisch aktiven Beschichtung erfolgt hierbei durch Tränken oder Beschichten des festen, inerten Trägermaterials mit einer Salzlösung oder mit Salz- bzw. Oxidschmelzen mit anschließender intensiver Wärmebehandlung. Die guantivative und qualitative Zusammensetzung des Katalysators ist in weiten Grenzen variierbar und ermöglicht eine optimale Anpassung an die Zusammensetzung der Abluft.
Erfindungsgemäß wird an diesem Ort auch über Wärmetauscher eine optimale Oxidationstemperatur eingestellt.The carrier materials used according to the invention are particularly effective when they are combined or mixed with catalytically active compositions. It was shown that oxidic compounds of the subgroups of the periodic table in cooperation with oxidizing agents at the solid / liquid phase boundary make a catalytic conversion of the pollutants possible, which is almost quantitative. The catalytically active coating is applied here by impregnating or coating the solid, inert carrier material with a salt solution or with salt or oxide melts, followed by intensive heat treatment. The guantative and qualitative composition of the catalyst can be varied within wide limits and enables an optimal adaptation to the composition of the exhaust air. According to the invention, an optimal oxidation temperature is also set at this location via heat exchangers.
Als sauerstoffabgebende Verbindungen, insbesondere peroxidischer Natur, werden wasserlösliche Substanzen wie z.B. Wasserstoffperoxid bevorzugt. Auch Ozon läßt sich erfindungsgemäß alternativ oder zusätzlich einsetzen. Voraussetzung dafür ist jedoch, daß das Ozon vollständig in der wäßrigen Phase gelöst wird.As oxygen-releasing compounds, in particular peroxidic nature, water-soluble substances such as Hydrogen peroxide preferred. According to the invention, ozone can also be used alternatively or additionally. However, the prerequisite for this is that the ozone is completely dissolved in the aqueous phase.
Die erfindungsgemäß feinzerteilte wäßrige Phase, die mit der Abluft intensiv vermischt wird, enthält in einer Weiterbildung grenflächenaktive Substanzen, die die Bildung einer Öl-in-Wasser-Emulsion begünstigen. Das führt zu einer außerordentlich vorteilhaften lösungsvermittelnden Aufnahme, insbesondere der in Wasser schwerer löslichen organischen Verunreinigungen in die wäßrige Phase, in der dann die Oxidation der Schadstoffe erfolgen kann.In a further development, the finely divided aqueous phase according to the invention, which is intensively mixed with the exhaust air, contains surface-active substances which favor the formation of an oil-in-water emulsion. This leads to an extremely advantageous solution-mediating absorption, in particular of the organic impurities which are less soluble in water into the aqueous phase, in which the pollutants can then be oxidized.
Die bevorzugt erfindungsgemaß eingesetzten grenzflächenaktiven Stoffe sind niedermolekulare Emulgatoren und hochmolekulare Emulgatoren, die die Bildung von Öl-in-Wasser-Emulsionen begünstigen. Dazu zählen im einzelnen anionaktive Substanzen, wie SeifenThe surfactants preferably used according to the invention are low molecular weight emulsifiers and high molecular weight emulsifiers which promote the formation of oil-in-water emulsions. These include anionic substances such as soaps
(Na, K, NH4, Morpholin, Triäthanolamin) , Natrium- laurylsulfat, Natriumcetylsulfat, Natriummersolat,(Na, K, NH 4 , morpholine, triethanolamine), sodium lauryl sulfate, sodium cetyl sulfate, sodium mersolate,
Natrium-2-äthylhexylsulfat, Natriumxylolsulfonat, Natriumnaphthalinsulfonat, Natriumalkyl- lnaphthalinsulfonat, Natriumsulfosuccinat, RCOOC2H4S03- Natrium, RCONHC2H4S03-Natrium (R=C17H33) , Oleyl- lysalbinsaures Natrium, Oleylprotalbinsaures Natrium, Türkischrotöl, natürliche solfonierte Öle, Natriumsalz von Sulfonobernsteinsäure-dialkylester, gallensaure
Salze, Harzseifen; kationaktive Substanzen wie Laurylpyridiniumchlorid, Lauryltrimethylammonium- chlorid, Lauryl-colamin-formyl-methyl-pyridiniumchlorid und nichtionische Substanzen wie Polyoxyäthylen-Fett- alkoholäther, Polyoxyäthylen-Fettsäurester sowie hochmolekulare Emulgatoren wie Casein, Gelatine, Eiweißabbauprodukte (Leim) , Gummi arabic, Tragant, Agar, Moos, Carraghen, Gummigutt, Saponin, Cellulose- äther und -ester, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Polyvinylpyrrolidon.Sodium 2-ethylhexyl sulfate, sodium xylene sulfonate, sodium naphthalenesulfonate, sodium alkylnaphthalenesulfonate, sodium sulfosuccinate, RCOOC 2 H 4 S0 3 sodium, RCONHC 2 H 4 S0 3 sodium (R = C 17 H 33 ), oleyl lysyl prinic acid sodium, oleyl sodium balsa Turkish red oil, natural solfonated oils, sodium salt of sulfonosuccinic acid dialkyl ester, bile acid Salts, resin soaps; cationic substances such as laurylpyridinium chloride, lauryltrimethylammonium chloride, lauryl-colamin-formyl-methyl-pyridinium chloride and nonionic substances such as polyoxyethylene fatty alcohol ether, polyoxyethylene fatty acid esters and high molecular weight emulsifiers such as casein, gelatin, protein degradation agar products, glue arabic, glue) , Moss, carrageen, gum, saponin, cellulose ether and ester, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyvinyl pyrrolidone.
Durch die erfindungsgemäß anwesenden Netzmittel tritt ein besonders leichtes und intensives Kontaktieren der wäßrigen Phase mit der festen inerten Phase ein, was dazu führt, daß die Freisetzung von atomarem Sauerstoff außerordentlich begünstigt wird. Als besonders gut wirkende Netzmittel eignen sich Verbindungen aus der Gruppe der Alkylbenzolsulfonate.The wetting agents present according to the invention result in a particularly light and intensive contact of the aqueous phase with the solid inert phase, which leads to the fact that the release of atomic oxygen is extremely favored. Compounds from the group of alkylbenzenesulfonates are particularly suitable as wetting agents.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist gegenüber dem Stand der Technik ebenfalls wichtige Vorteile auf.The device according to the invention also has important advantages over the prior art.
So ist im Bereich des festen Trägermaterials mit großer Oberfläche der Einsatz von Wärmetauschern vorgesehen.For example, the use of heat exchangers is provided in the area of the solid support material with a large surface area.
Ein weiterer Wärmetauscher befindet sich im Vorreaktionsbehälter. Dadurch ist es möglich, das zu reinigende Abgas entweder auf die erforderliche Temperatur aufzuheizen oder abzukühlen. Der Wärmetauscher kann eine synergetische Funktion ausüben, wenn die in der Füllkörperschüttung des Reaktionsbehälters entstehende exotherme Wärme dem zu reinigenden Abgas im Vorreaktionsbehälter zugeführt wird. Über den Wärmetauscher in der Füllkörperschüttung des Reaktionsbehälters ist es wiederum möglich, dort
entstehende exotherme Wärme abzuführen und sie gegebenenfalls über den Wärmetauscher im Vorreaktionsbehälter dem zu reinigenden Abgas zuzuführen, um eine erforderliche Abgastemperatur zu erreichen. Durch diese Möglichkeiten der Wärmeabführung bzw. Wärmezuführung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung praktisch überall eingesetzt werden, auch wenn die dort vorhandene Abgastemperatur nicht optimal ist. Mittels der Vorrichtung wird das zu reinigende Abgas in der Reaktionszone auf die entsprechende Temperatur gebracht. Die Anwesenheit eines Wärmetauschers im Reaktionsbereich des Reaktionsbehälters hat zusätzlich den Vorteil, daß bei stark exothermen Reaktionen die Temperatur der Reaktionszone auf maximal 105 °C begrenzt werden kann. Das ist für das sichere Fahren der Anlage von erheblicher Bedeutung.Another heat exchanger is located in the pre-reaction tank. This makes it possible to either heat or cool the exhaust gas to be cleaned to the required temperature. The heat exchanger can perform a synergetic function if the exothermic heat generated in the packed bed of the reaction container is supplied to the exhaust gas to be cleaned in the pre-reaction container. In turn, it is possible to use the heat exchanger in the packed bed of the reaction container dissipate any exothermic heat and if necessary supply it to the exhaust gas to be cleaned via the heat exchanger in the pre-reaction tank in order to achieve a required exhaust gas temperature. Through these possibilities of heat dissipation or heat supply, the device according to the invention can be used practically anywhere, even if the exhaust gas temperature there is not optimal. The exhaust gas to be cleaned is brought to the appropriate temperature in the reaction zone by means of the device. The presence of a heat exchanger in the reaction area of the reaction vessel has the additional advantage that the temperature of the reaction zone can be limited to a maximum of 105 ° C. in the case of strongly exothermic reactions. This is of considerable importance for the safe operation of the system.
Die gemäß Unteranspruch 18 vorgesehene Reihenschaltung mehrerer Reaktionsbehälter ermöglicht z.B. vorteilhafterweise einerseits die Kombination von sauren und alkalischen Stufen zur Entfernung von im unterschiedlichem Millieu oxidierbarer Schadstoffkomponente und andererseits eine Erhöhung der Verweilzeit bei beengten Platzverhältnissen sowie bei der Entsorgung schwer oxidierbarer Kontaminanten.The series connection of several reaction vessels provided according to subclaim 18 enables e.g. Advantageously, on the one hand, the combination of acidic and alkaline stages for removing pollutant components that can be oxidized in different environments and, on the other hand, an increase in the residence time in confined spaces and in the disposal of contaminants that are difficult to oxidize.
Die Weiterbildung des Anspruches 19, nach dem eine Parallelschaltung der Reaktionsbehälter vorgesehen ist, erhöht die Anlagenflexibilität bei großen bzw.zeitlich wechselnden Abluftvolumina.The development of claim 19, according to which a parallel connection of the reaction vessels is provided, increases the system flexibility with large or time-changing exhaust air volumes.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Fließschema einer Abluftreinigungs¬ anlage mit einem Vorreaktionsbehalter und einem Reaktionsbehälter;The invention is explained in more detail with reference to the drawings. Show it 1 shows a flow diagram of an exhaust air purification system with a pre-reaction container and a reaction container;
Fig. 2 ein Fließschema einer Abluftreinigungs- anlage mit einem Vorreaktionsbehalter und zwei getrennten Reaktionsbehältern,2 shows a flow diagram of an exhaust air purification system with a pre-reaction container and two separate reaction containers,
Fig. 3 ein Fließschema einer Abluftreingigungs- anlage mit einem Vorreaktionsbehalter und einem Reaktionsbehälter mit Teilkammern3 shows a flow diagram of an exhaust air purification system with a pre-reaction container and a reaction container with subchambers
Die Vorrichtung zur Reinigung von Abluft nach Fig. 1 besteht aus einem Vorreaktionsbehalter l und einem Reaktionsbehälter 2. Über einem Rohgaseingang 5 wird die Abluft durch einen Ablufteintritt 36 in den Vorreaktionsbehalter 1 eingetragen. Gleichzeitig wird über Düsen 15 eine wäßrige Phase vernebelt. Dabei vermischen sich die feinzerteilte wäßrige Phase und das Abgas intensiv. Im Gleichstrom werden die vermischte wäßrige Phase und die Abluft über einen Wärmetauscher 16 geführt, der das Abgas auf die erforderliche Oxidationstemperatur bringt. Als Wärmeträger wird Luft verwendet. Diese Luft tritt in einen Kühllufteingang 11 ein und wird über einen Ventilator 12 durch den Wärmetauscher 16 geführt und über den Wärmeträgerausgang 13 wieder der Atmosphäre zugeführt. Ein Teil der über die Düsen 15 zugeführten wäßrigen Phase sammelt sich im unteren Teil des Vorreaktionsbehälters 1. Eine Niveaukontrolle 17 steuert den Austrag der wäßrigen Phase aus dem unteren Bereich des Vorreaktionsbehälters l. Über einen Reaktionslösungseingang 18 wird die wäßrige Lösung eines Oxidationsmittels eingeführt und mit dem über einen Wassereingang 19 eintretenden Wasser auf die erforderliche Reaktionskonzentration gebracht. Die im unteren Bereich des Reaktionsbehälters 1 sich sammelnde
wäßrige Phase wird über einen Abwasserausgang 20 abgeführt bzw. wieder in das System über die Düsen 15 zugeführt. Über den Gasaustritt 31 wird das zu reinigende Abgas in den Reaktionsbehälter 2 geleitet. Eine Temperaturmessung erfolgt dabei in einer Temperaturkontrolle 7. Nach dem Eintritt der Abluft über den Gaseintritt 32 in den Reaktionsbehälter 2 erfolgt eine Weiterführung der Abluft durch die Füllkörperschüttung 23. Hier und in dem darüberbefindlichen Raum erfolgt ein inniges In¬ Kontakt-bringen mit der wäßrigen Phase, die über Düsen 22 in den Reaktionsbehälter 2 vernebelt wird. Ein im oberen Teil des Reaktionsbehälters 2 angeordneter Wasserabscheider 24 enthält ebenfalls Füllkörper, die nicht nur eine Wasserabscheidung bewirken, sondern auch eine Nachoxidation der Schadstoffe, die bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht umgesetzt sind, möglich macht. Ein Reingasaustritt 10 leitet die gereinigte Abluft durch eine Schadstoffkonzentrationskontrolle 8, von der mittels eines Ventilators 9 die gereinigte Abluft über den Reingasausgang 39 in die Atmoshphäre befördert wird. Ein Reaktionslösungseingang 26 ermöglicht die Zugabe einer wäßrigen Lösung des Oxidationsmittels, das dann mit dem über den Wassereingang 27 zugeführten Wasser auf die notwendige Oxidationskonzentration gebracht wird. Die so eingestellte wäßrige Phase wird dann über die Düsen 22 im Reaktionsbehälter 2 vernebelt. Im unteren Teil des Reaktionsbehälters 2 sammelt sich die wäßrige Phase, die mittels einer Pumpe 21 entweder den Düsen 22 zugeführt wird oder im Falle eines starken Verbrauches an Oxidationsmittel über einen Abwasserausgang 28 abgeführt wird. Die Reaktionslösung, die über den Reaktionslösungseingang 26 in das System eingespeist wird, wird aus einem Vorratsbehälter für Reaktionslösung 3 entnommen. Nicht
mehr verwendbares Abwasser, d.h. verbrauchte wäßrige Phase wird über einen Abwasserausgang 28 einem Behälter für Abwasser 4 zugeführt.1 consists of a pre-reaction container 1 and a reaction container 2. Above a raw gas inlet 5, the exhaust air is introduced into the pre-reaction container 1 through an exhaust air inlet 36. At the same time, an aqueous phase is atomized via nozzles 15. The finely divided aqueous phase and the exhaust gas mix intensively. The mixed aqueous phase and the exhaust air are passed in cocurrent via a heat exchanger 16, which brings the exhaust gas to the required oxidation temperature. Air is used as the heat transfer medium. This air enters a cooling air inlet 11 and is guided through the heat exchanger 16 via a fan 12 and fed back into the atmosphere via the heat transfer medium outlet 13. A part of the aqueous phase supplied via the nozzles 15 collects in the lower part of the pre-reaction container 1. A level control 17 controls the discharge of the aqueous phase from the lower region of the pre-reaction container 1. The aqueous solution of an oxidizing agent is introduced via a reaction solution inlet 18 and brought to the required reaction concentration with the water entering via a water inlet 19. Those collecting in the lower area of the reaction container 1 aqueous phase is discharged via a waste water outlet 20 or fed back into the system via the nozzles 15. The exhaust gas to be cleaned is passed into the reaction container 2 via the gas outlet 31. A temperature measurement is carried out in a temperature control 7. After the exhaust air has entered the reaction vessel 2 via the gas inlet 32, the exhaust air is passed on through the packed bed 23. Here and in the space above, there is intimate contact with the aqueous phase which is atomized into the reaction container 2 via nozzles 22. A water separator 24 arranged in the upper part of the reaction container 2 likewise contains packing elements which not only bring about water separation, but also make post-oxidation of the pollutants which have not yet been implemented possible. A clean gas outlet 10 guides the cleaned exhaust air through a pollutant concentration control 8, from which the cleaned exhaust air is conveyed into the atmosphere via the clean gas outlet 39 by means of a fan 9. A reaction solution inlet 26 enables the addition of an aqueous solution of the oxidizing agent, which is then brought to the required oxidation concentration with the water supplied via the water inlet 27. The aqueous phase thus set is then atomized via the nozzles 22 in the reaction container 2. In the lower part of the reaction container 2, the aqueous phase collects, which is either fed to the nozzles 22 by means of a pump 21 or, in the case of high consumption of oxidizing agent, is discharged via a waste water outlet 28. The reaction solution, which is fed into the system via the reaction solution inlet 26, is removed from a storage container for reaction solution 3. Not more usable wastewater, ie used aqueous phase is fed via a wastewater outlet 28 to a container for wastewater 4.
Die Vorrichtung zur Abluftreinigung nach Fig. 2 weist gegenüber der Vorrichtung von Fig. l zwei Reaktionsbehälter 2 und 34 auf. Sollte das über den Reingasaustritt 10a den Reaktionsbehälter 2 verlassene Reingas noch nicht die erforderlichen niedrigen Werte an Schadstoffen aufweisen, wird dieses Reingas in den Reaktionsbehälter 34 über den Gaseintritt 33 geleitet. Hier erfolgt wieder ein intensives In-Kontakt-bringen mit der wäßrigen Phase. Ein Wärmetauscher 30 ermöglicht die Wärmeabführung der in den Reaktionsbereichen der Füllkörperschüttung 23 entstehenden exothermen Wärme. Dadurch wird die Wärmeentwicklung begrenzt und die Temperatur steigt nicht höher als 105 °C. Die dort abgeführte Wärme kann dafür verwendet werden, die eintretende Abluft im Vorreaktionsbehalter 1 auf eine erforderliche Reaktionstemperatur aufzuheizen. Dieses Aufheizen erfolgt dann über den Wärmetauscher 16 im Vorreaktionsbehalter 1.The device for exhaust air purification according to FIG. 2 has two reaction vessels 2 and 34 compared to the device of FIG. If the clean gas leaving the reaction container 2 via the clean gas outlet 10a does not yet have the required low levels of pollutants, this clean gas is passed into the reaction container 34 via the gas inlet 33. Here again there is intensive contact with the aqueous phase. A heat exchanger 30 enables the heat dissipation of the exothermic heat generated in the reaction areas of the packed bed 23. This limits the heat development and the temperature does not rise above 105 ° C. The heat dissipated there can be used to heat the incoming exhaust air in the pre-reaction container 1 to a required reaction temperature. This heating then takes place via the heat exchanger 16 in the pre-reaction container 1.
Die Vorrichtung zur Abluftreinigung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß Fig. 2 dadurch, daß die in Fig. 2 getrennt angeordnetenThe device for exhaust air purification according to FIG. 3 differs from the device according to FIG. 2 in that the devices in FIG. 2 are arranged separately
Reaktionsbehälter 2 und 34 in einen Behälter zusammengefaßt sind und durch vertikale Trennwände voneinander getrennt sind. Das ermöglicht eine kompakte Bauweise. Die im Vorreaktionsbehalter 1 vorgeseheneReaction containers 2 and 34 are combined in one container and are separated from one another by vertical dividing walls. This enables a compact design. The one provided in the pre-reaction container 1
Führung der Abluft und der vernebelten wäßrigen Phase im Gleichstrom ist auch ohne weiteres auf Gegenstrom umzustellen. Der Ablufteintritt 36 würde dann im unteren Bereich des Vorreaktionsbehälters 1 angeordnet werden. Eine Strömungsumschaltung 35 ermöglicht nach
Feststellung der Schadstoffkonzentration in der Schadstoffkonzentrationskontrolle 8a die Führung des noch nicht ausreichend gereinigten Abgases in eine Teilkammer 2b. Diese Teilkammer 2b ist konstruktiv identisch mit der Teilkammer 2a. Die Entfernung der sich in den unteren Bereichen der Teilkammern 2a und 2b sammelnden wäßrigen Phase erfolgt über eine Steuerung der wäßrigen Phase 37. Nicht verbrauchte wäßrige Phase wird dem System wieder zugeführt und verbrauchte wäßrige Phase wird in den Behälter für Abwasser 4 überführt.Conveying the exhaust air and the atomized aqueous phase in cocurrent can also be easily switched to countercurrent. The exhaust air inlet 36 would then be arranged in the lower region of the pre-reaction container 1. A flow switch 35 enables after Determination of the pollutant concentration in the pollutant concentration control 8a the passage of the not yet sufficiently cleaned exhaust gas into a sub-chamber 2b. This sub-chamber 2b is structurally identical to the sub-chamber 2a. The aqueous phase collecting in the lower regions of the subchambers 2a and 2b is removed by controlling the aqueous phase 37. Unused aqueous phase is returned to the system and used aqueous phase is transferred to the waste water container 4.
Beispiel 1example 1
In der Trocknungsstufe einer Druckerei ist ein Abgasvolumenstrom von 650 m3/h zu entsorgen. Als Schadstoffe fallen ein Methanol/Ethanol-Gemisch (450 mg/m3) und ein Aldehydgemisch (100 mg/m3) bei einer Temperatur von 25°C an. Das Gas gelangt zunächst in den Vorreaktionsbehalter l und anschließend in die Reaktionsbehälter 2 (Fig. 1) . Als Waschlösung und als oxidativ wirkende Reaktions¬ flüssigkeit wird jeweils eine l,5%ige Wasserstoff¬ peroxid-Lösung verwendet. Die Füllkörperschüttung 23 in der Berieselungszone des Reaktionsbehälters 2 besteht aus einer Mischung aus oxidationsaktivem Braunstein (MnO2) und Poroton- granalien. Zur Wasserabscheidung, Nachadsorption bzw. Nachoxidation und Gastrocknung wird eine weitere Braun- stein- und Porotonschicht auf einer keramischen Füll¬ körperschüttung im Wasserabscheider 24 oberhalb der Vernebelungszone verwendet.An exhaust gas volume flow of 650 m 3 / h must be disposed of in the drying stage of a printing house. A methanol / ethanol mixture (450 mg / m 3 ) and an aldehyde mixture (100 mg / m 3 ) occur as pollutants at a temperature of 25 ° C. The gas first passes into the pre-reaction container 1 and then into the reaction container 2 (FIG. 1). A 1.5% hydrogen peroxide solution is used as the washing solution and as the oxidative reaction liquid. The packed bed 23 in the sprinkling zone of the reaction container 2 consists of a mixture of oxidation-active manganese dioxide (MnO 2 ) and poroton granules. For water separation, post-adsorption or post-oxidation and gas drying, a further brown stone and poroton layer on a ceramic packing bed is used in the water separator 24 above the atomization zone.
Das die Anlage verlassende Reingas weist eine Schadstoffkonzentration von 30 mg/m3 Alkohol und 12 mg/m3 Aldehyd auf. Die Reingastemperatur beträgt 40 °C
Beispiel 2The clean gas leaving the plant has a pollutant concentration of 30 mg / m 3 alcohol and 12 mg / m 3 aldehyde. The clean gas temperature is 40 ° C Example 2
In der Lackierzelle eines Förderanlagenbetriebes fallen beim Trocknungsprozeß 550m3/h Abgas mit einer Schadstoffkonzentration von 200 mg/m3 Xylol und 250 mg/m3 Alkohole (Methanol, Äthanol, Propanol, ButanoDan. Die Abgastemperatur beträgt 30°C. Die Abgase werden in einer Reinigungsanlage gemäß Fig. 3 (Anlage mit Rückführung das Reingasstromes und 2- stufigem Reaktor) entsorgt.In the paint booth of a conveyor system operation during the drying process 550m 3 / h exhaust gas with a pollutant concentration of 200 mg / m3 xylene and 250 mg / m3 alcohols (methanol, ethanol, propanol, butano dan) fall. The exhaust gas temperature is 30 ° C. The exhaust gases are in a cleaning system 3 (plant with recirculation of the clean gas stream and 2-stage reactor) disposed of.
Zur Vorwäsche wird das Abgas in den Vorreaktionsbehalter 1 geleitet. Als Waschflüssigkeit kommt eine l,5%ige Wasserstoffperoxid-Lösung zum Einsatz. Durch diesen Prozeß wird die Alkoholkonzentration auf 50 mg/m3 verringert.The exhaust gas is passed into the pre-reaction tank 1 for prewashing. A 1.5% hydrogen peroxide solution is used as the washing liquid. This process reduces the alcohol concentration to 50 mg / m3.
Anschließend gelangt das vorgereinigte Abgas in die Teilkammer 2a des Reaktionsbehälters 2. Als Reaktionslösung wird eine l,5-%ige Wasserstoffperoxid- Lösung verwendet, der als Phasentransferkatalysator Tensid in einer Konzentration von 0,1 % zur Solubillisation des Xylols beigegeben ist. Als reaktive Füllkörperschüttung 24 dient eine Mischung aus Braunstein-, Zeolith- und mit Kaliumpermanganat imprägnierten Porotongranalien sowie keramischen Füllkörpern. Oberhalb der Vernebelungszone befindet sich eine Poroton- und Braunsteinschüttung zur Tropfenabscheidung und Nachadsorption bzw. Nachoxidation. Das Reingas weist eine Konzentration von 15 mg/m3 Xylol und 10 mg/m3 Alkohol auf. Die Reingastemperatur beträgt 45°C. Durch eine Havarie der Lackiermittel-Versorgungsleitung erhöht sich die Schadstoffskonzentration im Abgas auf 350 mg/m3 Xylol und 440 mg/m3 Alkohol, was eine Reingas-Konzentration auf 25 mg/m3 Xylol zur Folge hat. Durch Ansprechen der Regeleinrichtung erfolgt eine Rückführung des
Gasstromes in die Teilkammer 2b der zweiten Reaktionsstufe, wodurch die Schadstoffkonzentration auf 10 mg/m3 Xylol verringert wird.Then the pre-cleaned exhaust gas reaches the subchamber 2a of the reaction container 2. A 1.5% hydrogen peroxide solution is used as the reaction solution, which is added as a phase transfer catalyst surfactant in a concentration of 0.1% to solubilize the xylene. A mixture of manganese dioxide, zeolite and porcelain granules impregnated with potassium permanganate and ceramic fillers serves as the reactive packing. Above the nebulization zone is a poroton and brown fill for droplet separation and post-adsorption or post-oxidation. The clean gas has a concentration of 15 mg / m 3 xylene and 10 mg / m 3 alcohol. The clean gas temperature is 45 ° C. As a result of an accident in the paint supply line, the pollutant concentration in the exhaust gas increases to 350 mg / m 3 xylene and 440 mg / m 3 alcohol, which results in a clean gas concentration to 25 mg / m 3 xylene. By responding to the control device, the Gas flow into the sub-chamber 2b of the second reaction stage, whereby the pollutant concentration is reduced to 10 mg / m 3 xylene.
Beispiel 3Example 3
In einer einstufigen Labor-Versuchsanlage mit einem Durchmesser von 15 mm wurde ein Luftvolumenstrom von 200 Ltr./h mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gereinigt. Die Luft war mit Methanol in einer Konzentration von 500 mg/m3 verunreinigt.In a one-stage laboratory test facility with a diameter of 15 mm, an air volume flow of 200 l / h was cleaned with the method according to the invention. The air was contaminated with methanol at a concentration of 500 mg / m 3 .
Als katalytisch aktives Festbett kamen 30 ml eines Eisen-Kupfer-Platin-Mischkatalysators zum Einsatz. Trägermaterial war γ-Aluminiumoxid in Form von Strangpreßlingen (Durchmesser ca. 1,5 mm). Als Waschflüssigkeit und Oxidationsmittel wurden 300 ml einer l%igen Wasserstoffperoxidlösung verwendet, die im Kreislauf gefahren wurde. Die Reingaskonzentration betrug 10-15 mg/m3.30 ml of an iron-copper-platinum mixed catalyst were used as the catalytically active fixed bed. The carrier material was γ-aluminum oxide in the form of extrusions (diameter approx. 1.5 mm). 300 ml of a 1% hydrogen peroxide solution, which was circulated, were used as washing liquid and oxidizing agent. The clean gas concentration was 10-15 mg / m 3 .
Beispiel 4Example 4
In einer einstufigen Versuchsanlage (Durchmesser 45 mm) erfolgte die Reinigung von 2m3/h mit geruchsintensiven Komtaminanten wie Phenol, Mercaptanen und Aldehyden verunreinigter Abluft (Konzentration ca. 100 mg/m3) . Als Katalysator wurden 500 ml eines porösen Tonminerals mit erhöhtem Fe(III) -Gehalt an der Oberfläche (Durchmesser ca. 6 mm) verwendet. Als Reaktionsflüssig¬ keit kam l Ltr. einer l%igen Wasserstoff eroxidlösung zum Einsatz.
BezugszeichenlisteIn a one-stage test facility (diameter 45 mm), the cleaning of 2m 3 / h was carried out with odor-intensive contaminants such as phenol, mercaptans and aldehydes contaminated exhaust air (concentration approx. 100 mg / m 3 ). 500 ml of a porous clay mineral with an increased Fe (III) content on the surface (diameter approx. 6 mm) were used as the catalyst. 1 liter of a 1% hydrogen oxide solution was used as the reaction liquid. Reference list
Vorreaktionsbehalter 18 ReaktionslösungseingangPre-reaction tank 18 reaction solution inlet
Reaktionsbehälter 19 Wassereingang a Teilkämmer 20 Abwasserausgang b Teilkämmer 21 PumpeReaction tank 19 Water inlet a partial chambers 20 Waste water outlet b partial chambers 21 Pump
Vorratsbehälter für 22 DüsenStorage container for 22 nozzles
Reaktionslösung 22a DüsenReaction solution 22a nozzles
Behälter für Abwasser 23 FüllkörperschüttungWaste water tank 23 Packing material
Rohgaseingang 24 WasserabscheiderRaw gas inlet 24 water separators
Temperaturkontrolle 24a WasserabscheiderTemperature control 24a water separator
Temperaturkontrolle 25 NiveaukontrolleTemperature control 25 level control
Schadstoffkonzen- 26 Reaktionslösungseingang trationskontrollePollutant concentration control
27 Wassereingang a Schadstoffkonzen¬ trationskontrolle 28 Abwasserausgang27 Water inlet a pollutant concentration control 28 Waste water outlet
Ventilator 29 SteuerungFan 29 control
0 Reingasaustritt 30 Wärmetauscher0 Clean gas outlet 30 heat exchangers
0a Reingasaustritt 31 Gasaustritt0a Clean gas outlet 31 Gas outlet
0b Reingasaustritt 32 Gaseintritt 1 Kühllufteingang 33 Gaseintritt0b Clean gas outlet 32 Gas inlet 1 Cooling air inlet 33 Gas inlet
2 Ventilator 34 Nachreaktionsbehälter2 fan 34 post-reaction tank
3 Wärmeträgerausgang 35 Strömungsumschaltung3 Heat transfer outlet 35 flow switching
4 Pumpe 36 Ablufteintritt4 Pump 36 exhaust air inlet
5 Düsen 37 Steuerung der wäßrigen5 nozzles 37 control of the aqueous
Phase 6 WärmetauscherPhase 6 heat exchanger
38 Lufteintritt 7 Niveaukontrolle38 Air inlet 7 level control
39 Reingasausgang
39 Clean gas outlet
Claims
1. Verfahren zum Reinigen von Abluft von oxidierbaren Schadstoffen durch In-Kontakt-bringen der Abluft mit einer wäßrigen, ein Oxidationsmittel enthaltende Phase, gekennzeichnet dadurch, daß die wäßrige Phase feinzerteilt wird, wobei die wäßrige Phase Oxidationsmittel enthält, daß die Abluft mit der feinzerteilten wäßrigen Phase intensiv vermischt wird, daß eine Vermischung oder Kontaktierung der Abluft und der wäßrigen Phase mit einem festen, inerten und/oder katalytisch aktiven und/oder mit einer katalytisch aktiven Beschichtung versehenen inerten oder katalytisch aktiven Trägermaterial mit großer Oberfläche erfolgt und daß am Ort der Vermischung bzw. Kontaktierung die Temperatur unter 105 °C gehalten wird.1. A method for purifying exhaust air from oxidizable pollutants by bringing the exhaust air into contact with an aqueous phase containing an oxidizing agent, characterized in that the aqueous phase is finely divided, the aqueous phase containing oxidizing agents that the exhaust air with the finely divided aqueous phase is intensively mixed, that a mixing or contacting of the exhaust air and the aqueous phase with a solid, inert and / or catalytically active and / or with a catalytically active coating provided inert or catalytically active carrier material with a large surface area and that at the place of Mixing or contacting the temperature is kept below 105 ° C.
2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidationsmittel Sauerstoff abgebende Ver¬ bindungen in die wäßrige und/oder gasförmige Phase eingebracht werden.2. The method according to claim 1, characterized in that oxygen-releasing compounds are introduced into the aqueous and / or gaseous phase as the oxidizing agent.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidationsmittel Sauerstoff abgebende Ver¬ bindungen wie Peroxide und/oder Ozon verwendet werden.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that that oxygen-releasing compounds such as peroxides and / or ozone are used as oxidizing agents.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrigen Phase grenzflächenaktive Substan- zen wie niedermolekulare und/oder hochmolekulare Emulgatoren (O/W) und/oder Benetzungshilfsmittel zugesetzt werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that surfactants such as low molecular weight and / or high molecular weight emulsifiers (O / W) and / or wetting aids are added to the aqueous phase.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als festes Trägermaterial mit großer Oberfläche Schüttungen, Formkörper und/oder Pulver eingesetzt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that fillings, moldings and / or powder are used as the solid carrier material with a large surface.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte Trägermaterial und katalytisch akti¬ ve Material miteinander vermischt werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the inert support material and catalytically active material are mixed together.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung der Abluft von oxidierbaren Schadstoffen mehrstufig erfolgt.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the exhaust air is cleaned of oxidizable pollutants in several stages.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Oxidationsmittel in Korrela¬ tion mit der Schadstoffkonzentration erfolgt.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the supply of the oxidizing agent takes place in correlation with the pollutant concentration.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der wäßrigen Phase in Korrelation mit dem Abluftvolumenstrom erfolgt.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the supply of the aqueous phase takes place in correlation with the exhaust air volume flow.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das feste, pulverförmige Trägermaterial als wäßrige Suspension mit der Abluft in Kontakt gebracht wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the solid, powdery carrier material is brought into contact with the exhaust air as an aqueous suspension.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der wäßrigen Phase auf einen Wert von 1 bis 12 eingestellt wird. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the pH of the aqueous phase is adjusted to a value from 1 to 12.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der wäßrigen Phase auf einen Wert von 5 bis 8 eingestellt wird.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the pH of the aqueous phase is adjusted to a value of 5 to 8.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur am Ort der Vermischung bzw. Kon¬ taktierung auf 20 °C bis 80 °C eingestellt wird.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the temperature at the site of mixing or contacting is set to 20 ° C to 80 ° C.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das katalytisch aktive Material Metalloxide und/oder Mischungen enthält, die den Nebengruppen IB, IIB, IVB, VB, VIB, VIIB und/oder VIII des Periodensystems zuzuordnen sind.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the catalytically active material contains metal oxides and / or mixtures which are assigned to the subgroups IB, IIB, IVB, VB, VIB, VIIB and / or VIII of the periodic table.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das katalytisch aktive Material Mn, Pt, Fe, Pd, Co, Ag, Ni und/oder Cu enthält.15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the catalytically active material contains Mn, Pt, Fe, Pd, Co, Ag, Ni and / or Cu.
16. Vorrichtung zum Reinigen von Abluft von oxidierba¬ ren Schadstoffen durch In-Kontakt-bringen der Ab- luft mit einer wäßrigen Oxidationsmittel enthalten¬ den Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorreaktionsbehalter (1) und ein Reaktions- behälter (2) über Abluftrohrleitungen miteinander verbunden sind, wobei der Vorreaktionsbehalter (l) einen Rohgasein¬ gang (5) , Düsen (15) für die Zerstäubung einer wä߬ rigen Phase, einen Gasausgang (31) besitzt und oberhalb des Gasausganges (31) ein Wärmetauscher (16) angeordnet ist, der mit einem weiteren Wärme¬ tauscher (30) im Reaktionsbehälter (2) verbunden ist, und wobei der Reaktionsbehälter (2) im mittleren Bereich Düsen (22) , unterhalb derer festes Trägermaterial mit großer Oberfläche, unterhalb des festen Trägermaterials ein Gaseintritt (32) und oberhalb der Düsen (22) Wasserabscheider (24) und einen Reingasausgang (10) aufweist.16. Device for cleaning exhaust air from oxidizable pollutants by bringing the exhaust air into contact Air containing an aqueous oxidizing agent solution, characterized in that a pre-reaction vessel (1) and a reaction vessel (2) are connected to one another via exhaust air pipelines, the pre-reaction vessel (1) having a raw gas inlet (5), nozzles (15 ) for atomizing an aqueous phase, has a gas outlet (31) and a heat exchanger (16) is arranged above the gas outlet (31), which is connected to a further heat exchanger (30) in the reaction vessel (2), and the reaction vessel (2) having nozzles (22) in the central region, below which solid support material with a large surface area, below the solid support material a gas inlet (32) and above the nozzles (22) water separator (24) and a clean gas outlet (10).
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß kein Vorreaktionsbehalter (l) vorgesehen ist.17. The apparatus according to claim 16, characterized in that no pre-reaction container (l) is provided.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reaktionsbehälter (2) nacheinander ge¬ schaltet sind. 18. The apparatus according to claim 16 or 17, characterized in that a plurality of reaction vessels (2) are switched one after the other ge.
19. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reaktionsbehälter (2 \ parallel geschaltet sind.19. The apparatus according to claim 16 or 17, characterized in that a plurality of reaction vessels (2 \ are connected in parallel.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsbehälter mindestens zwei Teilkam¬ mern (2a, 2b) enthält.20. Device according to one of claims 16 to 19, characterized in that the reaction container contains at least two Teilkam¬ mern (2a, 2b).
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Düsen (15) Verteilerböden zum di¬ rekten Einbringen der wäßrigen Phase vorgesehen sind.21. Device according to one of claims 16 to 20, characterized in that instead of the nozzles (15) distributor plates are provided for the direct introduction of the aqueous phase.
22. Katalysator zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch, 1 bestehend aus einem festen, inerten Trägermaterial und einem Oxid oder einem Oxidgemisch der Metalle, die den Nebengruppen IB, IIB, IVB, VB, VIB, VIIB und/oder VIIIB des Periodensystems zuzuordnen sind.22. A catalyst for carrying out the process according to claim 1, consisting of a solid, inert support material and an oxide or an oxide mixture of the metals which are assigned to the subgroups IB, IIB, IVB, VB, VIB, VIIB and / or VIIIB of the periodic table.
23. Katalysator nach Anspruch 22, gekennzeichnet dadurch, 2123. A catalyst according to claim 22, characterized in that 21
daß die katalytisch aktive Oxidzusammensetzung als Schicht auf dem inerten Trägermaterial aufgebracht ist.that the catalytically active oxide composition is applied as a layer on the inert support material.
24. Katalysator nach Anspruch 22 oder 23, gekennzeichnet dadurch, daß die katalytisch aktive Oxidzusammensetzung als Granulat mit dem festen, inerten Trägermaterial vermischt ist.24. A catalyst according to claim 22 or 23, characterized in that the catalytically active oxide composition is mixed as granules with the solid, inert support material.
25. Katalysator nach einem der Ansprüche 22 bis 24, gekennzeichnet dadurch, daß der Gehalt der katalytisch aktiven Oxidzusam¬ mensetzung l bis 15 Massenprozent beträgt.25. Catalyst according to one of claims 22 to 24, characterized in that the content of the catalytically active oxide composition is 1 to 15 mass percent.
26. Verfahren zur Herstellung des Katalysators gemäß Anspruch 22, gekennzeichnet dadurch, daß eine Salzlösung oder mehrere Salzlösungen oder26. A process for the preparation of the catalyst according to claim 22, characterized in that one or more salt solutions or
Salzschmelzen oder Oxidschmelzen auf das inerteSalt melting or oxide melting on the inert
Trägermaterial aufgetragen werden, eine Trocknungsbehandlung erfolgt und anschließend calciniert wird. Carrier material are applied, a drying treatment is carried out and then calcined.
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- 1995-10-19 WO PCT/DE1995/001504 patent/WO1996012552A1/en active Application Filing
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Also Published As
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