AT392737B

AT392737B - Verfahren zur entfernung von stickoxiden aus gasen

Info

Publication number: AT392737B
Application number: AT20790A
Authority: AT
Original assignee: Schmid Peter J
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1991-05-27
Also published as: ATA20790A

Description

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AT 392 737 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus Gasen bei dem zunächst das Molverhältnis NO zu NO2 in diesem Gas auf 1 eingestellt wird und daraufhin die Stickoxide in einer wässerigen

Ammoniaklösung absorbiert werden, wobei Ammoniumnitrat gebildet wird.

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Aus der US-PS 3 453 071 ist ein Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus Abgasen bekannt, das darin 5 besteht, das zu reinigende Gas in eine wässerige Lösung aus Ammoniak und Ammoniumnitrat einzuführen. In einer solchen Lösung setzen sich die Stickoxide mit Ammoniak zu Ammoniumnitrit um, das im Anschluß daran zu Ammoniumnitrat oxidiert wird. Bei einer solchen Reaktion ist es erforderlich, daß Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid in einem Molverhältnis von 1 vorliegen. In der US-PS 3 453 071 wird ferner ausgesagt, daß man dieses gewünschte Molverhältnis auf verschiedene Arten erreichen kann, so z. B. durch gezielte Zufuhr des 10 im Unterschuß vorhandenen Stickoxides oder durch Oxidation von Stickstoffmonoxid zum Dioxid oder umgekehrt durch Reduktion von Stickstoffdioxid zum Monoxid.

In der Praxis zeigt sich, daß Abgase aus Verbrennungsprozessen zumeist relativ große Anteile an Stickstoffmonoxid enthalten, während im Vergleich dazu der Anteil an Stickstoffdioxid gering ist. Um nun das gewünschte Molverhältnis von 1 zu erreichen, müßte man entweder zusätzliches Stickstoffdioxid in das Abgas 15 einbringen oder einen Teil des Monoxids zum Dioxid oxidieren. Wegen der großen erforderlichen Mengen an Stickstoffdioxid hat sich der erste Weg in der Praxis als nicht gangbar herausgestellt. Aus diesem Grunde wird nun bei praktisch ausgeführten Anlagen Ozon in das Rauchgas eingebracht, dessen reaktiver Sauerstoff einen Teil der Stickstoffmonoxidmoleküle zu Stickstoffdioxid oxidiert. Durch genaue Regelung der Ozonzugabe wird dabei das gewünschte Molverhältnis Stickstoffmonoxid zu Dioxid eingestellt. Jedoch auch die Herstellung von Ozon 20 ist aufwendig und verursacht einen beträchtlichen Energieeinsatz.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, bei dem das Molverhältnis von Stickstoffmonoxid zu Dioxid einfach und in energetisch günstigerWeise eingestellt werden kann.

Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, daß zur Einstellung des Molverhältnisses NO zu NO2 in geregelter 25 Weise NO2 in das Gas eingedüst wird, das aus der Reaktion des Ammonnitrats mit einer Schwefelsäure gebildet wird.

Das für das Verfahren notwendige Stickstoffdioxid wird also auf einfache Weise direkt aus dem Endprodukt des Verfahrens, nämlich dem Ammoniumnitrat hergestellt. Dieser Prozeß ist einfach und kann in einem Schritt in einem Reaktor durchgeführt werden. Man kann dabei eine sehr gute Ausbeute erzielen. 30

Beispiel:

In einer Füllkörperkolonne wird das zu reinigende Gas von unten nach oben durchströmen gelassen. In dieser Füllköiperkolonne wird mittels Kalkmilch ein Entschwefelungsschritt durchgeführt, der an sich bekannt ist und hier nicht näher beschrieben wird. Nach dieser Entschwefelungsstufe wird NO2 in die Kolonne eingeblasen, um 35 ein Molverhältnis NO zu NO2 von 1 herzustellen. Das so behandelte Gas wird im Gegenstrom zu einer wässerigen Lösung aus Ammoniak und gegebenenfalls Ammonnitrat geführt. Im Inneren dieser Kolonne spielt sich dabei im wesentlichen folgende chemische Reaktion ab: 40 NO + N02 + 2 NH3 + H20 —> 2 NH4N02 Das so erhaltene Ammonnitrit wird weiters zu Ammonnitrat oxidiert: (1) 2 NH4N02 + 02 —> 2 NH4NO3 (2) 45 Das für das Verfahren notwendige N02 wird aus der Zerlegung des Ammonnitrats mit Hilfe von Schwefelsäure gewonnen. Die Hauptreaktionen, die sich dabei abspielen, kann man folgendermaßen anschreiben: 2 NH4NO3 + H2S04 —> 2 HNO3 + (NH4)2S04 (3) 50 2 NH4N02 + H2S04 —> 2 HN02 + (NH4)2S04 (4) HNO3 + HN02 + H20 —> 2 N02 + 2 H20 (5)

Diese Reaktion wird in einem Reaktor aus austenitischem Stahl durchgeführt, der innen mit einer 55 Emaüschicht verkleidet ist. Die Verweilzeit im Reaktor beträgt ca. 10 Minuten.

Zum Anfahren der Anlage wird aus einem Pufferspeicher Ammoniumnitrat in den Reaktor eingeführt. Das entstehende Stickstoffdioxid wird in die Kolonne geleitet. Im weiteren Betrieb wird das erforderliche Ammoniumnitrat, das mit Ammoniumnitrit gemischt ist, aus der Kolonne entnommen.

Im vorliegenden Beispiel wurden mit 4358 kg 50 %iger Ammoniumnitrat/nitritlösung unter Einsatz von -2-

Claims

AT 392 737 B 3338 kg 40 %iger Schwefelsäure 1253 kg NO2 gebildet Dabei fielen 1798 kg Ammoniumsulfat an. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine äußerst wirtschaftliche Entsorgung von Abgasen, die mit Stickoxiden beladen sind, möglich. 5 PATENTANSPRUCH 10 15 Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus Gasen, bei dem zunächst das Molverhältnis NO zu NO2 in diesem Gas auf 1 eingestellt wird und daraufhin die Stickoxide in einer wässerigen Ammoniaklösung absorbiert weiden, wobei Ammonnitrat gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Molverhältnisses NO zu NO2 in geregelter Weise NO2 in das Gas eingedüst wird, das aus der Reaktion des Ammonnitrats mit einer Schwefelsäure gebildet wird.