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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Masse zum Entfernen von umwelt- schädlichen sauren Gasen, insbesondere von Schwefeldioxyden, Schwefelwasserstoff und Halogenwas- serstoffen, aus Industrieabgasen.
Zur Abtrennung bzw. zur Adsorption von Gasen und Dämpfen aus Industrieabgasen, insbeson- dere zur Entfernung von SO :, SO3 und H2 S sind Filter aus Aktivkohle bekannt, die jedoch ledig- lich dampfförmige Stoffe in ausreichendem Masse zurückhalten, während Nebel und Stäube infolge ihrer Teilchengrösse nicht in die innere Oberfläche der Kohle eindringen können und so die Poren verschliessen und die Kohle unbrauchbar machen.
Zur Abscheidung von Schwefeldioxyd aus Rauchgasen ist die trockene Sorption bekannt. Die- ses Verfahren hat gegenüber der Nasswäsche den Vorteil, dass keine Abwässer entstehen, und dass das Abgas etwa seine Temperatur und damit seinen Auftrieb beibehält. Auch hiebei wird wie bei dem Nassverfahren im Gegenstrom gearbeitet, während Schwefeltrioxyd bei der Verwendung geeigne- ter Absorbentien Sulfate bildet, kann mit Schwefeldioxyd kein Sulfat erzeugt werden, es sei denn, dass zuvor eine katalytische Überführung in SO 3 vorgenommen wird. Dieses Verfahren birgt jedoch zahlreiche Schwierigkeiten hinsichtlich der Reaktion und der Regeneration in sich. Schliesslich ist es auch bekannt, zur Beseitigung solcher schädlichen Abgase die Schwefeloxyde zu verbrennen.
Zur Beseitigung oder Abscheidung von H2 S wird im wesentlichen die Oxydation zu Elementarschwefel angewandt, wobei der Schwefelwasserstoff als Fez Sa gebunden und mit Sauerstoff zu Schwefel oxydiert wird. Auch hiebei handelt es sich aber um ein sehr aufwendiges Verfahren, das nur in bestimmten Fällen anwendbar ist, nämlich dann, wenn die Abluft so sauber ist, dass sie den Katalysator nicht verschmutzt. Es ist auch bekannt, dass bei Verbrennung von Kohle entstandenes SO 2 zu oxydieren, u. zw. aus Abgasen auf trockenem Wege, was jedoch ebenfalls sehr schwierig und kompliziert ist.
Auch in der Patentliteratur sind verschiedene Verfahren und Massen zur Reinigung von Industrieabgasen bekanntgeworden. So beschreibt die DE-PS Nr. 300035 ein Verfahren zur Reinigung von Gasen, die aus Schwefelwasserstoff und schwefliger Säure bestehen. Es handelt sich dort um eine Neutralisation von Alkalien und Säuren unter Bildung von Sulfiten, die dann mit einer Sodalösung ausgewaschen werden. Die AT-PS Nr. 212290 beschreibt ein Verfahren, in dem Kalk oder Kalkstein entweder als Zusatzstoff oder in einer chemischen Verbindung enthalten ist, die mit Abgasen aus Fluorwasserstoff chemisch reagiert und eine Suspension bildet, die anschliessend abfiltriert wird. Anschliessend kann man erst diese Verbindung als Fluorid mit Hilfe von Textilfiltern gewinnen.
Dieses Verfahren eignet sich nicht zur Entfernung von Schwefeldi- und Schwefeltrioxyd sowie Schwefelwasserstoff. Die DE-PS Nr. 837280 und die GB-PS Nr. 591, 314 befassen sich mit der Erfindung von Kohlensäure bzw. Kohlendioxyd. Die DE-PS Nr. 837280 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung als Katalysator. Bei der GB-PS Nr. 591, 314 handelt es sich um eine Filtermasse, die zu 80% aus Hydroxyden hergestellt ist, die aber für die Entfernung von Schwefeldi- und Schwefel- trioxyd sowie Fluorwasserstoff nicht geeignet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Masse anzugeben, durch die diese Nachteile und diese komplizierten Prozesse überwunden werden und mit der es möglich ist, neben Schwefeloxyden auch Halogenwasserstoffe, Schwefelwasserstoffe und Mercaptane bei Abgastemperaturen bis 200 C zu sorbieren.
Gemäss der Erfindung wird diese Masse dadurch hergestellt, dass 50 bis 60 Gew.-% Kalkstein,
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grösse von 20 bis 50 pm gemahlen wird, mit 7 bis 12 Gew.-% Borsäure und 3, 5 bis 20 Gew.-% Boraten und mit 25 bis 40 Gew.-% Natrium-oder Kaliummetasilikat vermischt wird, welch letztere dem Gemisch in Form wässeriger Lösung zugesetzt werden, worauf das Gemenge auf eine Korngrösse zwischen 0, 4 und 2 mm granuliert und das Granulat auf Temperaturen zwischen 190 und 450 C erhitzt wird.
Unter Kalkstein kann hier auch ein unreiner Kalkstein verstanden werden, der aber die nachfolgende chemische Zusammensetzung aufweist :
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<tb>
<tb> CaC03 <SEP> 90, <SEP> 0 <SEP> bis <SEP> 94, <SEP> 0 <SEP> Gew.-% <SEP> (CaO <SEP> 48 <SEP> bis <SEP> 52 <SEP> Gew.-%)
<tb> MgC03 <SEP> 1,0 <SEP> bis <SEP> 1,5 <SEP> Gew.-% <SEP> (MgO <SEP> 0,6 <SEP> bis <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> Gew.-%) <SEP>
<tb> SiO2 <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> bis <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Al <SEP> 203 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> bis <SEP> 1, <SEP> 4 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Fie203 <SEP> 0,6 <SEP> bis <SEP> l. <SEP> 2 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> H3B03 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> bis <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> Gew.-% <SEP> (B20"0, <SEP> 8 <SEP> bis <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> Gew.-%) <SEP>
<tb> Na2O <SEP> 0,1 <SEP> bis <SEP> 0,4 <SEP> Gew.
<SEP> -%
<tb> K20 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> bis <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP>
<tb>
Diese sehr kleine Korngrösse von 20 bis 50 pm ermöglicht einen schnelleren und besseren Umwandlungsprozess von Metasilikaten und Boraten wie folgt :
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Die Filtrierungswirkung und die Reaktivität der erfindungsgemäss herstellbaren Masse kann verbessert werden, wenn mit dem gebrannten Kalkstein zusätzlich Chrysotilasbest, Asbestfasern oder Magnesiumsilikate vermischt werden, in einer Menge, die 10 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge aller Bestandteile, beträgt.
Die Oxyde, welche im Kalkstein enthalten sind, sind auch an dem Umwandlungsprozess beteiligt, wie das folgende Gleichungen zeigen :
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Zusätze von Metasilikaten wirken gleichzeitig als Bindemittel.
Die Erfindung wird nun an Hand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1 : Eine Zusammensetzung einer Masse zur Verwendung als Filterstoff kann wie folgt vorgenommen werden :
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<tb>
<tb> Kalkstein <SEP> 50 <SEP> Gew.-%
<tb> Asbest <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 15 <SEP> Gew.-%
<tb> Borsäure <SEP> oder <SEP> 7 <SEP> bis <SEP> 12 <SEP> Gew.-%
<tb> Borax <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 6 <SEP> Gew.-%
<tb> Natriummetasilikat
<tb> als <SEP> Wasserglas <SEP> 30 <SEP> bis <SEP> 40 <SEP> Gew.-%
<tb>
Die Masse kann auch die nachfolgende Zusammensetzung haben :
Beispiel 2 :
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<tb>
<tb> Kalkstein, <SEP> gebrannt <SEP> 50 <SEP> bis <SEP> 60 <SEP> Gew.-%
<tb> Borax
<tb> (Na2B"0,-10 <SEP> H20 <SEP> 15 <SEP> bis <SEP> 20 <SEP> Gew.-%
<tb> Natriummetasilikat
<tb> als <SEP> Wasserglas <SEP> 25 <SEP> bis <SEP> 35 <SEP> Gew.-%
<tb>
Die in den Beispielen 1 und 2 angegebenen Materialien werden intensiv gemischt und in einem Granulator sehr schnell auf eine Korngrösse von 0, 4 bis 2 mm gebracht. Das Granulat wird in einem Drehofen, Wirbeltrockner oder ähnlichen Öfen bei Temperaturen zwischen 190 und 400 C getrocknet und gleichzeitig, wie in den oben angegebenen Gleichungen näher erläutert, umgewandelt.
Die
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so hergestellten Filtermassen haben besondere Filtrationswirkungen, d. h. üben eine adsorptive und eine chemische Wirkung auf die Abgase aus Schwefeloxyden und Halogenwasserstoffen aus.
Nachfolgend ist die Wirkung der Filtermasse nach den Beispielen in ihrer Sorptionswirkung auf ein Abgasgemisch, enthaltend Fluorwasserstoff, Schwefeldioxyd und Schwefeltrioxyd, wiedergegeben :
1. Gemischkonzentrationen von Abgasen (mg/m3)
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<tb>
<tb> HF <SEP> SOz <SEP> SOa
<tb> 20 <SEP> bis <SEP> 25 <SEP> 1000 <SEP> bis <SEP> 1500 <SEP> 220 <SEP> bis <SEP> 250
<tb>
2. Gastemperatur : 130 bis 150 C.
3. Gasgeschwindigkeit : bei einer Korngrösse von 0, 4 bis 2, 0 mm/1, 1 bis 1, 7 cm/s 4. Strömungswiderstand : (nach DIN 51028) für die Filtermasse mit einer Korngrösse von 0, 4 bis 2, 0 mm a) eingerüttelt 85 cm Höhe : 40 bis 50 mm WS b) nicht eingerüttelt 100 cm Höhe : 20 bis 35 mm WS 5. Filterkapazität auf 1 g Filtermasse :
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<tb>
<tb> 1, <SEP> 2 <SEP> bis <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> g <SEP> HF
<tb> 0, <SEP> 3 <SEP> bis <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> g <SEP> SO2
<tb> 0, <SEP> 4 <SEP> bis <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> g <SEP> SO3
<tb>
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Art, nämlich durch chemische Reaktion, chemische Katalyse und durch
Sorption.
Bei der chemischen Reaktion der Masse gemäss Beispiel 1 und 2 reagieren die in den Abgasen
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stoffes erzielt. Durch den Zusatz von Asbestfasern wird erreicht, dass kolloidale Stoffe, wie CaF2, sorbiert werden. Ausserdem wird die Struktur des Filterstoffes verbessert, d. h. ein Verkleben, Zusammenbacken bzw. Krustenbildung des Filterstoffe wird verhindert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung einer Masse zum Entfernen von umweltschädlichen sauren Gasen, insbesondere von Schwefeldioxyden, Schwefelwasserstoff und Halogenwasserstoffen, aus Industrieabgasen, dadurch gekennzeichnet, dass 50 bis 60 Gew.-% KaJkstein, der bei 4000C gebrannt wurde, nach dem Brennen oder nicht gebrannter Kalkstein auf eine Korngrösse von 20 bis 50 pm gemahlen wird, mit 7 bis 12 Gew.-% Borsäure oder 3, 5 bis 20 Gew.-% Boraten und mit 25 bis 40 Gew.-% Natrium-oder Kaliummetasilikat vermischt wird, welch letztere dem Gemisch in Form wässeriger Lösung zugesetzt werden, worauf das Gemenge auf eine Korngrösse zwischen 0,
4 und 2 mm granuJiert und das Granulat auf Temperaturen zwischen 190 und 450 C erhitzt wird.