AT393096B - Verfahren zur entfernung von stickoxiden aus gasen - Google Patents

Description

AT 393 096 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, und wobei zur Einstellung des Molverhälnisses NO zu NO2 in geregelter Weise NO2 in das Gas eingedüst wird.

Aus der US-PS 3 453 071 ist ein Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus Abgasen bekannt, das darin 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 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 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 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 günstiger Weise eingestellt werden kann. Zur Einstellung des Molverhältnisses NO zu NO2 wird in geregelter Weise NO2 in das Gas eingedüst, das aus der Reaktion des Ammonnitrats mit einer starken Säure gebildet wird.

Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, daß das NO2 aus der Reaktion des Ammonnitrats mit einer starken Säure 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.

Besonders günstig ist es, wenn als starke Säure Salzsäure verwendet wird. In diesem Fall kann man von einer nahezu 100 %igen Ausbeute ausgehen.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsvariante wird als starke Säure Schwefelsäure verwendet Dies hat den Vorteil, daß als Endprodukt des Verfahrens Ammoniumsulfat entsteht das einen wertvollen Rohstoff für weitere Prozesse darstellt

Beispiel 1: hi einer Füllkörperkolonne wird das zu reinigende Gas von unten nach oben durchströmen gelassen, ln dieser Füllkörperkolonne wird mittels Kalkmilch ein Entschwefelungsschlitt durchgefühn, der an sich bekannt ist und hier nicht näher beschrieben wird. Nach dieser Entschwefelungsstufe wird NO2 in die Kolonne eingeblasen, um 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: (1) (2) NO + N02 + 2 NH3 + H20------> 2 NH4 N02

Das so erhaltene Ammonnitrit wird weiters zu Ammonnitrat oxidiert 2 NH4 N02+ 02-------> 2 NH4 NO3

Das für das Verfahren notwendige N02 wird aus der Zerlegung des Ammonnitrats mit Hilfe von Salzsäure gewonnen. Die Hauptreaktion, die sich dabei abspielt kann man folgendermaßen anschreiben: 4 NH4 NO3 + 2 HCl + 1/2 02----------> 2 NH4 CI + 2 NH4 NO3 + 2 N02 + H20 (3) -2-

Claims (3)

1. AT 393 096 B Diese Reaktion wird in einem Generator aus Titan mit Teflonauskleidung durchgeführt. Die Verweilzeit im Reaktor beträgt ca. 10 Minuten. Zum Anfahren der Anlage wird in die Kolonne wie bisher Ozon eingedüst. Sobald das erste Ammonnitrat vorliegt und Stickstoffdioxid in ausreichender Menge gewonnen wird, kann von der Ozoneindüsung auf NO2 Eindüsung umgeschaltet werden. Wenn mehrere Reaktionstürme vorhanden sind, braucht nur ein einziger davon eine Ozonanlage auf weisen, während die anderen schrittweise mit dem NO2 der jeweils vorhergehenden Anlage in Betrieb genommen werden können. Bei einem konkret ausgeführten Projekt wurde eine Reinigung von 2,17 x 10^ m^ Abgas durchgeführt, welche mit 500 mg/m^ NO beladen waren. Andere Stickoxide lagen nur in vemachlässigbarer Menge vor. Bei diesem Durchsatz von 1085 kg/h NO wurden 5204 kg/h 50 %iger Ammoniumnitratlösung produziert. Um die erforderliche Menge NO2 herzustellen, wurde 1170 kg/h HCl eingesetzt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine äußerst wirtschaftliche Entsorgung von Abgasen, die mit Stickoxiden beladen sind, möglich. PATENTANSPRÜCHE 1. 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 Ammonnitrat gebildet wird, und wobei zur Einstellung des Molverhältnisses NO zu NO2 in geregelter Weise N02 in das Gas eingedüst wird, dadurch gekennzeichnet, daß das N02 aus der Reaktion des Ammonnitrats mit einer starken Säure gebildet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als starke Säure Salzsäure verwendet wird.
3. -3-