CH632936A5

CH632936A5 - Kontinuierliches verfahren zur reinigung von industrieabgasen mit einem formaldehydgehalt.

Info

Publication number: CH632936A5
Application number: CH969478A
Authority: CH
Inventors: Johann Schaeffer; Willi Horrix
Original assignee: Uop Inc Gmbh
Priority date: 1977-09-17
Filing date: 1978-09-15
Publication date: 1982-11-15
Also published as: ES472556A1; NO782696L; DK408578A; GB2004255A; IT7826882A0; FR2402468A1; DE2741929A1; NO146699B; US4158045A; SE7809746L; IT1098284B; DE2741929C2; NL7807759A; BE870504A; PT68395A; GB2004255B

Description

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Reinigung von Industrieabgasen mit einem Gehalt an Formaldehyd. Derartige Gase entstehen beispielsweise bei der Imprägnierung von Glasfasern zur Herstellung von Glasvliesen, wobei die zu imprägnierenden Glasfasern mit einer wässrigen Emulsion von Formaldehyd und Bindemittel besprüht und in einem Durchlauftrockner erhitzt werden. Dabei entweichen Formaldehyde und Wasserdampf.

Aufgrund gesetzlicher Bestimmungen und behördlicher Auflagen in der Bundesrepublick Deutschland und in anderen Ländern ist es jedoch nur in begrenztem Umfang zulässig, derartige Fremdstoffe, wie Formaldehyd, an die Atmosphäre abzugeben, so dass derartige Formaldehyd enthaltende Industrieabgase einer Abluftreinigung unterzogen werden müssen.

Es ist bekannt, Formaldehyd enthaltende Industrieabgabe durch thermische Behandlung zu reinigen, doch sind derartige Verfahren mit hohen Investitionskosten und Betriebskosten verbunden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand somit darin, ein wirksameres und hinsichtlich der Investitionskosten und Betriebskosten billigeres Verfahren zur Reinigung von Industrieabgasen mit einem Formaldehydgehalt zu bekommen. Insbesondere sollen nach dem Verfahren der Erfindung Abgase mit einem Formaldehydgehalt in der Grössenordnung von etwa 500 bis 1000 mg/Nm3 auf einen Formaldehydgehalt von höchstens 20 mg/Nm3 gereinigt werden können. Ausserdem soll das Verfahren dazu führen, dass nur möglichst geringe Abwassermengen aus dem Verfahrensgang abgezogen werden müssen und diese Abwässer unter Berücksichtigung der abwassertechnischen Vorschriften in die öffentliche Kanalisation abgegeben oder einer geordneten Sondermülldeponie zugeführt werden können. Diese und andere Vorteile erreicht man durch das Verfahren nach der Erfindung.

Das erfindungsgemässe kontinuierliche Verfahren zur s Reinigung von Industrieabgasen mit einem Formaldehydgehalt ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Abgase in einer ersten Waschzone mit einer Hexamethylentetramin und Ammoniumhydroxid enthaltenden ersten wässrigen Waschlösung unter Ammoniakzufuhr wäscht und durch io Kreislaufführung der ersten Waschlösung durch die erste Waschzone ihren Hexamethylentetramingehalt auf wenigstens 20 Gew.-% hält, die Abgase sodann in einer zweiten Waschzone unter Wasserzufuhr mit einer zweiten wässrigen Waschlösung wäscht und durch Kreislaufführung der zwei-15 ten Waschlösung durch die zweite Waschzone ihren pH-Wert auf maximal 12 hält, kontinuierlich oder diskontinuierlich einen Teil der zweiten Waschlösung in die erste Waschlösung einführt und kontinuierlich oder diskontinuierlich einen Teil der ersten Waschlösung aus dem System abzieht. 20 In der ersten Waschzone soll der Formaldehydgehalt möglichst quantitativ mit Ammoniak zu Hexamethylentetramin umgesetzt werden. Zu diesem Zweck wird der ersten Waschzone ein schwacher Ammoniaküberschuss gegenüber der stöchiometrischen Menge zugeführt. Entsprechend 25 dem Dampfdruck des Ammoniaks wird dieser Überschuss, der nicht durch Umsetzung mit Formaldehyd gebraucht wird, in die zweite Waschzone gelangen. Diese ist somit erforderlich, um die gewünschte Endreinheit der Abgase auch im Hinblick auf Ammoniak zu erreichen. Um den Dampf-30 druck des Ammoniaks in der zweiten Waschzone ausreichend niedrig zu halten, wird der pH-Wert in der zweiten Waschflüssigkeit auf maximal 12 gehalten, und zwar in Abhängigkeit von der Sättigungstemperatur in dieser Waschzone. Bei den üblicherweise herrschenden Temperaturen 35 wird der pH-Wert der zweiten Waschflüssigkeit gewöhnlich auf maximal 9 gehalten und vorzugsweise auf etwa 8 bis 8,5, besonders auf etwa 8,2 eingestellt. Bei geringerer Sättigungstemperatur, z.B. von 25 °C, könnte der pH-Wert der zweiten Waschflüssigkeit aber auch auf etwa 11 bis 12 angehoben 40 werden.

Die pH-Werteinstellung der zweiten Waschflüssigkeit erfolgt durch Kreislaufführung und Frischwasserzufuhr zu der Kreislaufflüssigkeit durch die zweite Waschzone und entsprechende Ammoniumhydroxid-Dosierung in der ersten 45 Waschzone.

Für eine sichere Verfahrensführung und eine ausreichende Ammoniakzufuhr zu der ersten Waschzone, um eine möglichst quantitative Reaktion des Formaldehyds zu Hexamethylentetramin zu bekommen, ist es zweckmässig, so die Ammoniakzufuhr zu der ersten Waschzone bzw. der ersten Waschflüssigkeit in Abhängigkeit des pH-Wertes der zweiten Waschlösung zu steuern oder automatisch zu regeln.

Die Steuerung der Ammoniakzufuhr kann aufgrund von pH-Wert-Messungen in der zweiten Waschlösung in zeitli-55 chen Abständen manuell erfolgen, oder es kann eine automatische Regelung der Ammoniakzufuhr in kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Weise in Abhängigkeit des pH-Wer-tes in der zweiten Waschlösung erfolgen. Dies ist möglich, da bei konstanter Frischwasser-Zufuhr zu der zweiten Wasch-60 lösung der pH-Wert dieser zweiten Waschlösung nur von dem aus der ersten Waschzone in die zweite Waschzone gelangenden Ammoniaküberschuss abhängt, so dass eine Erhöhung oder Verringerung dieses Überschusses eine Veränderung des pH-Wertes in der zweiten Waschlösung mit sich 65 bringt.

Durch die Kreislaufführungen und die Überführung der zweiten Waschlösung in die erste Waschlösung wird die Abwassermenge so gering wie möglich gehalten. Das aus dem

System abgezogene Wasser kann entweder direkt der Kanalisation oder einer Sondermüllaufbereitung zugeleitet werden.

Da die zu reinigenden Industrieabgase sich gewöhnlich auf erhöhter Temperatur befinden, beispielsweise auf einer Temperatur von ca. 150 °C, wird normalerweise ein Teil des durch die Waschzone im Kreislauf geführten Waschwassers adiabatisch verdampft, so dass ein nichtunwesentlicher Teil des Waschwassers die zweite Waschzone zusammen mit dem gereinigten Abgas als Waserdampf verlässt. Daher ist der zweiten Waschlösung genügend Frischwasser kontinuierlich oder diskontinuierlich zuzusetzen, um das so an die Atmosphäre abgegebene Wasser zu ersetzen. Vorzugsweise führt man auch der ersten Waschlösung kontinuierlich Frischwasser zu.

Die Anreicherung an Hexamethylentetramin in der ersten Waschlösung erfolgt durch deren Kreislaufführung durch die erste Waschzone. Die Obergrenze der Hexamethy-lentetraminkonzentration in der ersten Waschlösung ergibt sich durch Veränderung der physikalischen Eigenschaften, wie der Viskosität und Oberflächenspannung der Waschlösung der ersten Waschstufe. Gegebenenfalls lassen sich Hexamethylentetraminkonzentrationen in der ersten Waschlösung von 40 oder 50 Gew.-% verwenden, doch ist es bevorzugt, den Hexamethylentetramingehalt der ersten Waschlösung auf 20 bis 30 Gew.-% einzustellen. Diese Einstellung erfolgt neben der Kreislaufführung durch Einstellung der Überführungsmenge von zweiter Waschlösung in die erste Waschlösung, und durch die Menge der aus dem System abgezogenen ersten Waschlösung, die Menge des der zweiten Waschlösung zugeführten Frischwassers und gegebenenfalls die Menge des in der ersten Waschlösung zugeführten Frischwassers.

Durch die Zeichnung, die in schematischer Weise ein Fliessbild des Verfahrens nach der Erfindung zeigt, wird die Erfindung weiter erläutert. Der Übersichtlichkeit halber wurden die beiden Waschzonen in der Zeichnung hintereinander angeordnet, doch ist es in gleicher Weise möglich, beide Waschzonen in einer gemeinsamen Aussenhülle übereinander vorzusehen.

In dem dargestellten Fliessbild sind zwei hintereinander geschaltete Gaswäscher mit 1 und 2 bezeichnet. Jeder dieser Gaswäscher enthält für Gas und Flüssigkeit durchlässige Lochböden 3, zwischen denen sich eine Wirbelschicht von kugeligen Füllkörpern 4 befindet. Oberhalb der Lochböden 3 sind Zerstäuberdüsen 5 und oberhalb dieser Zerstäuberdüsen Tropfenabscheider 6 vorgesehen.

Über einen Ventilator 7 gelangen die zu reinigenden Abgase, beispielsweise mit einer Temperatur von 160 °C, über Leitung 8 in den unteren Teil des Gaswäschers 1 und strömen im Gegenstrom zu der Waschflüssigkeit durch die Lochböden 3, die Füllkörperwirbelschichten 4 und den Tropfenabscheider 6 und verlassen den Gaswäscher 1 am oberen Ende. Im Gaswäscher 1 erfolgt eine adiabatische Abkühlung der zu reinigenden Abgase, wobei ein Teil des Wassers der Waschflüssigkeit verdampft und mit den vorgereinigten Abgasen am oberen Ende aus dem Gaswäscher 1 austritt.

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Über Leitung 9 gelangen die so vorgereinigten Abgase zum unteren Ende des Gaswäschers 2 und wiederum im Gegenstrom zur Waschflüssigkeit durch die Lochböden 3, die Füllkörperwirbelschichten 4 und den Tropfenabscheider 6 und verlassen den Gaswäscher 2 durch Leitung 10, von wo sie in die Atmosphäre abgegeben werden. Über Leitung 11 und Ventil 12 gelangt 25%ige Ammoniumhydroxid-Lösung in die Leitung 14 hinter der Pumpe 15, die die Waschflüssigkeit aus dem Auffangbehälter 13 zu den Zerstäuberdüsen 5 des Gaswäschers 1 zurückführt und über diese Teile und Leitung 16 konstant rezyklisiert. Ebenso wird die Waschflüssigkeit in dem Auffangbehälter 17 des Gaswäschers 2 über Leitung 18 und Pumpe 19 zu den Zerstäuberdüsen 5 des Gaswäschers 2 geführt und über diesen und über Leitung 20 konstant rezyklisiert. Über Leitung 21 und Ventil 22 wird dem Auffangbehälter 17 kontinuierlich Frischwasser zugeführt und über Leitung 23 mit Ventil 24 wird kontinuierlich ein Teil der Waschflüssigkeit im Auffangbehälter 17 des Gaswäschers 2 zu dem Auffangbehälter 13 des Gaswäschers 1 überführt.

Von dem Auffangbehälter 13 wird kontinuierlich über Leitung 25 und Ventil 26 ein Teil der Waschflüssigkeit zu dem Auffangbehälter 27 geleitet.

Durch entsprechende Einstellung der Ventile 12, 22, 24 und 26 sowie der Zirkulationsgeschwindigkeit durch die Pumpen 15 und 19 erreicht man, dass die Hexamethylen-tetramin-Konzentration in den Waschflüssigkeiten der Gaswäscher 1 und 2 auf einen Wert eingestellt wird, der innerhalb der beanspruchten Bereiche liegt. Vorzugsweise liegt die Hexamethylentetramin-Konzentration in der im Kreislauf durch den Gaswäscher 1 geführten Waschflüssigkeit im Bereich von 20-30 Gew.-% und der im Kreislauf durch den Gaswäscher 2 geführten Waschflüssigkeit bei ca. 0,1 Gew.-%. Nachfolgendes Ausführungsbeispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel

Durch die zuvor beschriebene Apparatur wurde ein zu reinigendes Abgas von einem Vliestrockner in einer Menge von max. 32 000 Nm3/h geleitet. Dieses Abgas hatte eine Temperatur von max. 160 °C und eine Schadstoffbelastung von max. 500 mg Formaldehyd/Nm3. Nach Durchströmen des Gaswäschers 1 betrug die Temperatur des Abgases etwa 55 °C. Über Leitung 21 gelangt je Stunde 2 000 1 Frischwasser in den Auffangbehälter 17 mit einem Volumen von ca. 3 m3. Diese 3 m3 enthielten nach einer gewissen Anlaufzeit ca. 30 kg Salze (Hexamethylentetramin). Über Leitung 23 gelangten stündlich 2 0001 Überlauf aus dem Auffangbehälter 17 in den Auffangbehälter 13, der ebenfalls 3 m3 Waschlösung enthielt. Diese 3 m3 enthielten 900 kg Hexamethylentetramin. Aus Leitung 11 wurden ausserdem stündlich 35 kg einer 25%igen Ammoniumhydroxid-Lösung eingeführt. Aus dem Auffangbehälter 13 wurden stündlich max. 601 über Leitung 25 in den Vorratsbehälter 27 gegeben.

Bei dieser Anordnung wurde das behandelnde Abgas auf einen gasförmigen Formaldehydgehalt von gleich oder kleiner 10 mg/Nm3 gereinigt. Die entstandene Hexamethylen-tetramin-Lösung wird getrennt behandelt.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Kontinuierliches Verfahren zur Reinigung von Industrieabgasen mit einem Formaldehydgehalt, dadurch gekennzeichnet, dass man die Abgase in einer ersten Waschzone (1) mit einer Hexamethylentetramin und Ammoniumhydroxid enthaltenden ersten wässrigen Waschlösung unter Ammoniakzufuhr wäscht und durch Kreislaufführung der ersten Waschlösung durch die erste Waschzone ihren Hexa-methylentetramingehalt auf wenigstens 20 Gew.-% hält, die Abgase sodann in einer zweiten Waschzone (2) unter Wasserzufuhr mit einer zweiten wässrigen Waschlösung wäscht und durch Kreislaufführung der zweiten Waschlösung durch die zweite Waschzone ihren pH-Wert auf maximal 12 hält, kontinuierlich oder diskontinuierlich einen Teil der zweiten Waschlösung in die erste Waschlösung einführt und kontinuierlich oder diskontinuierlich einen Teil der ersten Waschlösung aus dem System abzieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den Hexamethylentetramingehalt der ersten Waschlösung auf 20 bis 30 Gew.-% hält.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den pH-Wert der zweiten Waschlösung auf etwa 8,2 hält.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Ammoniakzufuhr zu der ersten Waschlösung in Abhängigkeit des pH-Wertes der zweiten Waschlösung steuert oder regelt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass man der ersten Waschlösung kontinuierlich Wasser zuführt.