DE102018108934A1 - Use of polythionate-coated trass for emission control - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von mit Polythionaten beschichtetem Trass zur Entfernung von Stoffen aus Fluiden, insbesondere aus Abgasen von Feuerungsanlagen. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung des mit Polythionaten beschichtetem Trass.The present invention relates to the use of polythionate-coated trass for the removal of substances from fluids, in particular from exhaust gases of combustion plants. The invention further relates to a process for the preparation of the polythionate-coated trass.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von mit Polythionaten beschichtetem Trass zur Entfernung von Stoffen aus Fluiden, insbesondere aus Abgasen von Feuerungsanlagen.The present invention relates to the use of polythionate-coated trass for the removal of substances from fluids, in particular from exhaust gases of combustion plants.
Zur Energiegewinnung, wie auch zur Beseitigung von Müll oder zur Umwandlung bzw. Aufreinigung von Stoffen, insbesondere Erzen, werden gegenwärtig fossile Brennstoffe, wie Gas, Öl und Kohle eingesetzt. Aufgrund einer steigenden Nachfrage nach Strom und des gleichzeitig geplanten Ausstieges aus der Atomkraft in Ländern wie Deutschland und Japan, erfährt die Nutzung von Kohle, die auch in den Industrieländern selbst vorhanden ist und dort abgebaut werden kann, neue Bedeutung.For energy production, as well as for the disposal of waste or for the conversion or purification of substances, especially ores, currently fossil fuels, such as gas, oil and coal are used. Due to rising demand for electricity and the simultaneous planned exit from nuclear power in countries such as Germany and Japan, the use of coal, which is also present in the industrialized countries and can be mined there, is gaining new importance.
Bei der Verbrennung der fossilen Brennstoffe, insbesondere bei der von Kohle, werden neben Kohlendioxid selbst weitere Schadstoffe freigesetzt, wie beispielsweise Schwefeldioxid, Stickstoffoxide, Kohlenwasserstoffe, Salzsäure, Dioxine, Furane, Flugasche, Ruß und auch hochtoxische Schwermetale, wie Quecksilber. Diese Schadstoffproblematik tritt allgemein bei Feuerungsanlagen und speziell auch in Müllverbrennungsanlagen auf, bei denen ein inhomogenes Gemisch unterschiedlichster nicht mehr genutzter Artikel verbrannt wird, und die in den Materialien ursprünglich enthaltenen oder durch die Verbrennung erzeugten Giftstoffe in die Umwelt emittiert werden.In the combustion of fossil fuels, especially in coal, in addition to carbon dioxide even more pollutants are released, such as sulfur dioxide, nitrogen oxides, hydrocarbons, hydrochloric acid, dioxins, furans, fly ash, soot and highly toxic heavy metals, such as mercury. This pollutant problem generally occurs in combustion plants and especially in waste incineration plants, in which an inhomogeneous mixture of a variety of disused articles is burned, and the materials originally contained in the materials or produced by the combustion of pollutants are emitted into the environment.
Feuerungsanlagen dürfen daher weltweit nicht mehr ohne aufwendige Abgasreinigung betrieben werden, bei der eine möglichst vollständige Entfernung der Schadstoffe aus den Verbrennungsgasen erzielt werden soll. Trotz aller getroffenen Maßnahmen ist jedoch gerade ein Anstieg an Quecksilber in der Umgebung zu verzeichnen, für den hauptsächlich die steigende Kohleverbrennung verantwortlich gemacht wird. Gemäß Angaben des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) wurden im Jahre 2005 insgesamt ca. 498 t Quecksilber (Hg) in die Luft emittiert, davon 6 t aus deutschen, ca. 50 t aus USamerikanischen und weit über 100 t aus chinesischen Kraftwerken. In der EU ist Deutschland Vorreiter mit 10 Tonnen Hg im Jahre 2015 gefolgt von Polen und Griechenland.Firing systems must therefore no longer be operated worldwide without elaborate exhaust gas purification, in which the most complete removal of pollutants from the combustion gases should be achieved. Despite all the measures taken, however, an increase of mercury in the area is currently being recorded, for which mainly the increasing coal combustion is held responsible. According to the United Nations Environment Program (UNEP), a total of about 498 tonnes of mercury (Hg) were emitted into the air in 2005, of which 6 tonnes were from German, about 50 tonnes from US and more than 100 tonnes from Chinese power plants. In the EU, Germany leads the way with 10 tons Hg in 2015 followed by Poland and Greece.
Die von Feuerungsanlagen, wie beispielsweise Kohlekraftwerken, Abfallverbrennungsanlagen, Klärschlammverbrennungsanlagen, Kalk- und Zementwerken, Krematorien oder Erzröstereien emittierten Abgase enthalten neben gasförmigen auch flüssige und feste Bestandteile. Zur Entfernung der festen Bestandteile im Abgas werden allgemein Entstaubungsverfahren zum Einsatz gebracht, wie durch Einsatz von Oberflächenfiltern, Elektrofiltern, Gaswäschern und Fliehkraftabscheidern, während für gasförmige und flüssige Stoffe im Wesentlichen die Verfahren der thermischen Nachverbrennung, der katalytischen Umwandlung, der Absorption und der Adsorption eingesetzt werden. Aufgrund ökonomischer Gesichtspunkte liegt der Fokus bei der Abgasreinigung auf den zuletzt genannten Verfahren der Absorption, und insbesondere der Adsorption, durch die kostengünstig eine wirksame Verringerung der Schadstoffe in den Abgasen erreicht werden kann.The exhaust gases emitted by combustion plants, such as coal-fired power plants, waste incineration plants, sewage sludge incinerators, lime and cement works, crematoria or ore roasting plants, contain gaseous as well as liquid and solid components. For the removal of the solid components in the exhaust gas dedusting methods are generally used, such as by using surface filters, electrostatic precipitators, scrubbers and centrifugal separators, while for gaseous and liquid substances essentially the processes of thermal afterburning, catalytic conversion, absorption and adsorption are used become. From an economic point of view, the focus in the purification of exhaust gases is on the last-mentioned methods of absorption, and in particular of adsorption, by means of which an effective reduction of the pollutants in the exhaust gases can be achieved at low cost.
Eine Absorption kann im kostengünstigsten Falle einfach durch Leiten der Abgase durch Wasser erfolgen, das ggf. durch chemische Zusätze oder Absorptionsmittel ergänzt wurde.Absorption can be carried out in the most cost-effective case simply by passing the exhaust gases through water, which was optionally supplemented by chemical additives or absorbents.
Bei der Adsorption werden die Gase oder Flüssigkeiten über bzw. durch einen Stoff geleitet, der die darin enthaltenen Stoffe auf seiner Oberfläche aufnehmen kann. Das Adsorbens selbst kann anschließend bei einer oft thermisch durchgeführten Regenerierung von dem Adsorbens wieder befreit und anschließend erneut eingesetzt werden.In the adsorption, the gases or liquids are passed over or through a substance that can absorb the substances contained therein on its surface. The adsorbent itself can then be freed from the adsorbent in an often thermally carried out regeneration and then reused.
Aktivkohle hat sich aufgrund seiner großen aktiven Oberfläche von ca. 300 - 1000 m2/g als gutes Adsorptionsmittel bewiesen wobei deren Verwendung mit einigen wesentlichen Nachteilen behaftet ist. So kann Aktivkohle aufgrund seiner inhärenten brennbaren Eigenschaften bei höheren Rauchgastemperaturen aus Sicherheitsgründen nicht eingesetzt werden. Auch bei der herkömmlichen thermischen Desorption besteht ein Problem, da die Temperaturen dafür nicht zu hoch gewählt werden dürfen, was wiederum die gewünschte vollständige Desorption nicht immer ausreichend sicherstellt.Activated carbon has proved to be a good adsorbent due to its large active surface area of about 300 - 1000 m 2 / g, the use of which is associated with some significant disadvantages. Thus, due to its inherent combustible properties, activated carbon can not be used at higher flue gas temperatures for safety reasons. There is also a problem with conventional thermal desorption, since the temperatures must not be set too high, which in turn does not always sufficiently ensure the desired complete desorption.
Zur Vermeidung der vorstehend aufgeführten Probleme schlägt die
Die
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein weiteres einfaches, kostengünstiges und effektives Mittel zur Aufreinigung von Fluiden, insbesondere Abgasen aus Feuerungsanlagen bereit zu stellen, mit dem einerseits ein gute Reinigung der Rauchgase von insbesondere Quecksilber ermöglicht wird, andererseits die Gefährlichkeit einer Nachbehandlung des Fänger-Materials im Hinblick auf die eingefangenen Giftstoffe verringert wird.An object of the present invention is to provide a further simple, inexpensive and effective means for the purification of fluids, in particular exhaust gases from furnaces, on the one hand a good cleaning of the flue gases of particular mercury is made possible, on the other hand, the danger of aftertreatment of Capture material is reduced in terms of trapped toxins.
Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, dass herkömmlicher Trass, welcher mit Polythionaten beschichtetet wurde, ausgezeichnete Ergebnisse beim Abfangen von Schadstoffen, insbesondere Quecksilber, aus Rauchgasen liefert, wobei gleichzeitig das giftige Quecksilber in unlösliches Quecksilbersulfid umgewandelt wird, welches von dem Trass in einem nachfolgenden Behandlungsschritt einfach abgetragen werden kann. Da Quecksilbersulfid unlöslich ist, ist die Gefahrenstufe in dem Regenerierungs-Schritt des Trass stark herabgesetzt.It has now surprisingly been found that conventional trass which has been coated with polythionates gives excellent results in trapping pollutants, especially mercury, from flue gases, at the same time converting the toxic mercury into insoluble mercury sulphide which is separated from the trass in a subsequent treatment step can easily be removed. Since mercury sulfide is insoluble, the danger level in the regeneration step of the trass is greatly reduced.
Die Erfindung betrifft daher die Verwendung von mit Polythionaten beschichtetem Trass zur Reinigung bzw. Entfernung von Schadstoffen, insbesondere Quecksilber aus Fluiden, wie Abgasen in Feuerungsanlagen, Müllverbrennungsanlagen, Kalk- und Zementwerken, Krematorien und Kraftwerken oder auch Flüssigkeiten, wie Wasser, Ethanol usw..The invention therefore relates to the use of polythionates coated trass for cleaning or removal of pollutants, especially mercury from fluids such as exhaust gases in furnaces, waste incinerators, lime and cement works, crematoria and power plants or liquids such as water, ethanol, etc ..
Der Begriff Quecksilber soll, wie hier verwendet, jede Quecksilberbindung umfassen, aus der mit den verwendeten Polythionaten unlösliches Quecksilbersulfid entsteht, d.h. elementares Quecksilber, jedoch auch organische und anorganische Quecksilberverbinden, wie beispielsweise dessen Salze, z.B. HgCl2, HgBr2, HgJ bzw. HgJ2.As used herein, the term mercury is intended to include any mercury bond from which insoluble mercury sulfide forms with the polythionates used, ie, elemental mercury, but also organic and inorganic mercury compounds, such as its salts, eg, HgCl 2 , HgBr 2 , HgJ, or HgJ 2 .
Die Begriffe „Polythionat“ bzw. „Polythionate“ werden austauschbar verwendet und sollen, im Lichte der vorliegenden Offenbarung Schwefelverbindungen der allgemeinen Formel - SnSO3- mX - bezeichnen, wobei n eine ganze Zahl von 2 bis 15 ist, m 1 oder 2 und X ein Gegenion mit positiver Ladung ist. n ist vorzugweise eine ganze Zahl von 3 bis 10, mehr bevorzugt von 3 bis 7, noch mehr bevorzugt von 3 - 5, d.h. 3, 4 bzw. 5. m ist vorzugsweise 2. Das Gegenion kann entweder H+ sein oder Na+, K+, Ca2+ oder Mg2+, vorzugsweise Na+. Es ist klar, dass das eingesetzte Polythionat nicht auf eine spezifische Verbindung beschränkt ist, vielmehr sind Gemische verschiedener Polythionate explizit im Bereich der Erfindung umfasst. So können insbesondere Polythionate unterschiedlicher Kettenlänge („n“) eingesetzt werden und/oder mit einer oder zwei Sulfit-Endgruppen („m“).The terms "polythionate" and "polythionate", respectively, are used interchangeably and, in the light of the present disclosure, are intended to denote sulfur compounds of the general formula - S n SO 3 - m X -, where n is an integer from 2 to 15, m is 1 or 2 and X is a positive charge counterion. n is preferably an integer from 3 to 10, more preferably from 3 to 7, even more preferably from 3 to 5, ie 3, 4 or 5. m is preferably 2. The counterion can be either H + or Na + , K + , Ca 2+ or Mg 2+ , preferably Na + . It is clear that the polythionate used is not limited to a specific compound, but rather mixtures of different polythionates are explicitly included within the scope of the invention. Thus, in particular polythionates of different chain length ("n") can be used and / or with one or two sulfite end groups ("m").
Das zur Beschichtung des Trass verwendete Polythionat kann z.B. in Form einer als Lösung oder Suspension selbst hergestelltes Polythionat sein, mit der Maßgabe, dass die Schwefelverbindung(en) der vorstehend aufgeführten Formel entspricht bzw. entsprechen. Dies kann durch Einleiten von Schwefelwasserstoff in eine Lösung von Schwefeldioxid (schweflige Säure) erfolgen, wobei eine als „Wackenrodersche Flüssigkeit“ bekannte Lösung erhalten wird, die hauptsächlich Tetrathionsäure H2S4O6und Pentathionsäure H2S5O6 umfasst. Polythionate sind auch im Handel erhältlich, wie z.B. eine unter dem Handelsnamen Netfloc® von der Fa. New Environmental Technologies, Mannheim, Deutschland vertriebene 25,5 %-ige Polythionatlösung. Weitere Polythionate können von der Fa Chemieportal, Göttingen, Deutschland bezogen werden.The polythionate used to coat the trass can be, for example, in the form of a polythionate itself prepared as a solution or suspension, with the proviso that the sulfur compound (s) correspond to or correspond to the formula given above. This can be done by passing hydrogen sulphide into a solution of sulfur dioxide (sulphurous acid) to give a solution known as "Wackenroder's liquid" comprising mainly tetrathionic acid H2S4O6 and pentathionic acid H2S5O6. Polythionates are also commercially available, such as a 25.5% Polythionatlösung sold under the trade name Netfloc ® by the company. New Environmental Technologies, Mannheim, Germany. Further polythionates can be obtained from the Chemieportal, Göttingen, Germany.
Das zur Beschichtung des Trass verwendete Polythionat kann ferner in saurer Form oder in basischer Form bereitgestellt werden, d.h. z.B. in Form einer Lösung mit einem pH im Bereich von ca. 3 bis 13. Als besonders vorteilhaft für das Anhaften hat sich eine basische Polythionat-Lösung mit einem pH im Bereich von ca. 10 bis ca. 13 erwiesen, vorzugsweise von ca. 12-13.The polythionate used to coat the trass may also be provided in acid form or in basic form, i. e.g. in the form of a solution having a pH in the range of about 3 to 13. A particularly advantageous for the adhesion has proven to be a basic polythionate solution having a pH in the range from about 10 to about 13, preferably from about 12 to 13. 13th
Der zur Beschichtung mit dem/den Polythionat(en) verwendete Trass kann jedweder bekannte Trass sein, wie z.B. bayrischer Trass, rheinischer Trass, usw., der weltweit bei vulkanischer Tätigkeit bzw. Meteoriteneinschlag entstanden ist. Für die Zwecke der Erfindung liegt der Trass als Granulat oder in Pulverfom vor und weist dabei eine Korngröße (mittlerer Durchmesser) im Bereich von ca. < 5 mm auf, vorzugsweise < 2 mm, mehr bevorzugt < 1 mm, noch mehr bevorzugt < 500 µm, noch mehr bevorzugt < 200 µm, und mehr bevorzugt < 100 µm oder noch mehr bevorzugt < 50 µm.The trass used for coating with the polythionate (s) can be any known trass, such as Bavarian trass, Rhineland trass, etc., which has been produced worldwide by volcanic activity or meteorite impact. For the purposes of the invention, the trass is present as granules or in powder form and has a particle size (average diameter) in the range of approximately <5 mm, preferably <2 mm, more preferably <1 mm, more preferably <500 μm, even more preferably <200 μm, and more preferably <100 μm or even more preferably <50 μm.
Zur Beschichtung des Trass mit dem Polythionat werden die beiden vorstehend beschriebenen Ausgangsmaterialien unter Bedingungen in Kontakt gebracht, die geeignet sind, eine Anhaftung des Polythionats auf der Oberfläche des Trass zu ermöglichen. Dies kann durch Immersion des Trass-Materials in einer Polythionat-Lösung oder -Suspension erfolgen oder alternativ durch Besprühen des Trass-Materials mit einer Polythionat-Lösung bzw. -Suspension. Die Temperaturen für das Inkontaktbringen bewegen sich dabei im Bereich von Umgebungstemperaturen, d.h. von ca. 15 °C bis ca. 35°C, vorzugsweise bei Raumtemperatur im Bereich von ca. 20 - 25 °C. Die Zeitspanne für das Inkontaktbringen beträgt von ca. ein paar Sekunden bis hin zu mehreren Minuten, z.B. 5 bis ca. 10 Minuten, dies unter Berücksichtigung der Konzentration der Polythionate in der Lösung bzw. Suspension. D.h. je höher die Konzentration der Polythionate im Ausgangsmaterial desto kürzer die Zeitspanne des Inkontaktbringens um eine ausreichende Menge an Polythionat auf dem Trass-Material abzulagern.To coat the tress with the polythionate, the two starting materials described above are brought into contact under conditions suitable for allowing adhesion of the polythionate to the surface of the trass. This can be done by immersing the trass material in a polythionate solution or suspension, or alternatively by spraying the trass material with a polythionate solution or suspension. The temperatures for contacting are in the range of ambient temperatures, i. from about 15 ° C to about 35 ° C, preferably at room temperature in the range of about 20-25 ° C. The time for contacting is from about a few seconds to several minutes, e.g. 5 to about 10 minutes, taking into account the concentration of polythionates in the solution or suspension. That the higher the concentration of the polythionates in the starting material, the shorter the period of contacting to deposit a sufficient amount of polythionate on the trass material.
Das so hergestellte Material kann vor dessen Einsatz wahlweise getrocknet werden, bzw. auch in getrocknetem Zustand gelagert werden.The material produced in this way can optionally be dried before use, or even stored in a dried state.
Der so beschichtete native Trass hat sich überraschenderweise als ausgezeichneter Quecksilber-Fänger erwiesen, wobei die beobachteten Ergebnisse weit über die hinausgehen, die aufgrund der adsorptiven Fähigkeit des Materials zu erwarten waren. Auch die seitens des Polythionats allein zu erwartenden Ergebnisse wurden dabei übertroffen. Noch überraschender war, dass der beschichtete native Trass mit seiner geringen BET von ca. 24,5 m2/g bessere Abscheidewerte erzielte, als mit Polythionaten beschichteter aktivierter Trass, der eine deutlich höhere BET-Oberfläche zur Adsorption aufwies.The thus coated native trass has surprisingly been found to be an excellent mercury scavenger, with the observed results far exceeding those expected from the adsorptive ability of the material. Also, the expected results of the polythionate alone were exceeded. Even more surprising was the fact that the coated native trass, with its low BET of about 24.5 m 2 / g, achieved better deposition values than activated trass coated with polythionates, which had a significantly higher BET surface area for adsorption.
Da Trass als Gesteinsmaterial selbst nicht brennbar ist, kann dieser nahe oder sogar bereits in den Brennraum eingebracht werden, um dort die entstandenen Schadstoffe zu adsorbieren bzw. das Polythionat bereits am Anfang der Schadstoffentstehung mit den giftigen Substanzen in Kontakt zu bringen.Since trass itself is not flammable as rock material, it can be introduced close to or even already into the combustion chamber in order to adsorb the pollutants formed there or to bring the polythionate into contact with the toxic substances already at the beginning of pollutant formation.
Das hier beschriebene Material kann in Kraftwerksanlagen als solches direkt und alleine eingesetzt werden, was bei der Reinigung von Kraftwerks-Abgasen bzw. - Rauchgasen eine aufgrund der viel geringeren Kosten gegenüber Aktivkohle Einsparung für Kaftwerkbetreiber mit sich bringt, oder auch im Gemisch mit weiteren, bekannten Mitteln, wie der bekannten Aktivkohle. Ein bevorzugtes Gemisch stellt der erfindungsgemäß beschichtete Trass zusammen mit Kohlen und/oder Kalkvarianten dar, wie beispielsweise ein Gemisch des erfindungsgemäß beschichteten Trass mit Calciumcarbonat und/oder Aktivkohle.The material described here can be used directly and alone in power plants as such, which in the purification of power plant exhaust gases or - flue gases due to the much lower cost compared to activated carbon saving for Kaftwerkbetreiber brings with itself, or in a mixture with other known Means, such as the known activated carbon. A preferred mixture is the trass coated according to the invention together with carbon and / or lime variants, such as, for example, a mixture of the trass coated according to the invention with calcium carbonate and / or activated carbon.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäß beschichteten Trass ist darin zu sehen, dass dieser Quecksilber im Wesentlichen vollständig aus den Rauchgasen entfernt, im Gegensatz zu Aktivkohle jedoch nicht brennbar ist. Er kann daher ohne technisch aufwändige Abkühlung des Abgas- bzw. Rauchgasstromes der Feuerungsanlagen direkt darin eingebracht werden und auch bei Temperaturen oberhalb 200°C gefahrlos eingesetzt werden. Auch Temperaturen von 800°C verändern das Trassgefüge nicht, so dass alternativ eine direkte Einbringung in den Feuerraum möglich ist, wobei der erfindungsgemäß beschichtete Trass dann zusammen mit dem Abgasstrom an den Gewebe- bzw. Elektrofiltern abgeschieden wird und während des gesamten Weges mit den Abgasen reagieren kann. Im Gegensatz zu Aktivkohle ist Trass als aufgeblähter Granit sehr abriebfest mit geringer Feinststaubbildung.A particular advantage of the trass coated according to the invention is the fact that this mercury is substantially completely removed from the flue gases, but unlike activated carbon it is not flammable. It can therefore be introduced directly into it without technically complex cooling of the exhaust gas or flue gas stream of the combustion plants and be used safely even at temperatures above 200 ° C. Even temperatures of 800 ° C do not change the trass structure, so that alternatively a direct introduction into the furnace is possible, wherein the coated according to the invention trass is then deposited together with the exhaust gas flow to the fabric or electrostatic precipitators and throughout the path with the exhaust gases can react. In contrast to activated carbon, trass, as a bloated granite, is very resistant to abrasion with little fine dust formation.
Die auf dem Trass aufgebrachten Polythionate reagieren mit dem im Abgasstrom vorhandenen Quecksilber unter Bildung von unlöslichem Quecksilbersulfid. Dieses ist aufgrund seiner Unlöslichkeit für die Umgebung viel weniger giftig, so dass auch die Regenerierung des Trass, d.h. die Ablösung des HgS vom Gestein gefahrloser abläuft und im Vergleich mit einer Desorption von elementarem Quecksilber vom Trass weniger apparative Vorsichtsmassnahmen erfordert.The polythionates applied to the trass react with the mercury present in the exhaust gas stream to form insoluble mercury sulphide. This is much less toxic due to its insolubility to the environment, so the regeneration of the trass, i. the replacement of the HgS from the rock proceeds more safely and requires less precautionary measures compared to a desorption of elemental mercury from the trass.
Der erfindungsgemäß beschichtete Trass kann auch zur Aufreinigung von Flüssigkeiten eingesetzt werden, wie beispielsweise Wasser, insbesondere Trinkwasser. Die bisher für diesen Zweck eingesetzte Aktivkohle war aufgrund der in dem aufzureinigenden Wasser enthaltenen biologischen Materialien, beispielsweise Bakterien, wie Cyanobakterien oder auch Algen, nicht wieder verwertbar, da eine Regenerierung der Aktivkohle mittels Verbrennen der biologischen Stoffen gleichzeitig auch die Aktivkohle selbst zum Brennen brachte.The coated according to the invention trass can also be used for the purification of liquids, such as water, especially drinking water. The previously used for this purpose activated carbon was not recyclable due to the biological materials contained in the water to be purified, such as bacteria, such as cyanobacteria or algae, since a regeneration of the activated carbon by burning the biological materials at the same time also brought the activated carbon itself to burning.
Da Trass gemäß herkömmlichen Methoden auf jede gewünschte Korngrösse ge- bzw. vermahlen werden kann, d.h. als Pulver oder als Granulat, ist dieser auch in dem Flugstromverfahren als Ersatz für Aktivkohle in Kraftwerken direkt einsetzbar, hier in einer Korngrösse von ca. < 100 µm, vorzugsweise < 50 µm. Er kann auf bekannte Weise in den Abgasstrom eingedüst und in diesem verwirbelt werden, wobei anschließend die Feststoffe an einem nachgeschalteten, bei Feuerungsanlagen üblicherweise verwendetem Gewebefilter oder in einem Elektrofilter abgeschieden werden. Alternativ kann der erfindungsgemäße Trass auch in einem Festbett zum Einsatz kommen.Since trass can be ground or ground according to conventional methods to any desired particle size, ie as a powder or as granules, this is also in the fly-stream process as a substitute for activated carbon used directly in power plants, here in a particle size of about <100 microns, preferably <50 microns. It can be injected in a known manner in the exhaust stream and swirled in this, wherein the solids are then deposited on a downstream, usually used in furnaces fabric filter or in an electrostatic precipitator. Alternatively, the trass according to the invention can also be used in a fixed bed.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne diese zu beschränken.The following examples illustrate the invention without limiting it.
BeispieleExamples
Beispiel 1: Herstellung der MaterialienExample 1: Preparation of the materials
Trasstrass
In den Untersuchungen wurde rheinischer Trass (erhalten von der Fa. Tubag, Kruft, Deutschland) verwendet, der gemäß Typanalyse folgende Zusammensetzung aufwies:
Der Trass wies einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,06 mm auf. Die aktive Oberfläche des Trass wurde gemäß
Herstellung von Trass mit vergrößerter OberflächeProduction of trass with enlarged surface
Für die Herstellung von Trass mit vergrößerter Oberfläche wurden 50 g des unter Punkt (A) aufgeführten rheinischen Trass in 100 ml eines Gemisches von 50 ml 10%-iger Salzsäure (Hersteller: Merck) bzw. 20 %-iger Schwefelsäure (Hersteller Merck) überführt, ergänzt mit jeweils 50 ml destilliertem Wasser für 1 Stunde am Rückfluss gerührt.For the production of trass with an enlarged surface, 50 g of the Rhenish trass listed under point (A) were transferred into 100 ml of a mixture of 50 ml of 10% hydrochloric acid (manufacturer Merck) and 20% sulfuric acid (manufacturer Merck) , supplemented with 50 ml of distilled water for 1 hour at reflux.
Die Flüssigkeit wurde anschließend abdekantiert und das zurückbleibende Trasspulver 3 x mit jeweils 100 ml destilliertem Wasser für 1 Stunde gerührt. Nachdem dem dritten Waschvorgang wurde das Waschwasser abdekantiert, neues Wasser zugefügt, geschüttelt und der pH gemessen. Dieser betrug 7,3. Die Flüssigkeit wurde erneut abdekantiert und das Pulver bei 250 °C zwei Stunden in einem Ofen getrocknet.The liquid was then decanted off and the residual trass powder was stirred 3 times with in each case 100 ml of distilled water for 1 hour. After the third wash, the wash water was decanted off, new water added, shaken and the pH measured. This was 7.3. The liquid was decanted off again and the powder dried at 250 ° C for two hours in an oven.
Die aktive Oberfläche des so erhaltenen Trasspulvers wurde gemäß
Mit Polythionat beschichteter aktivierter TrassPolythionate coated activated trass
Für die Herstellung des Materials wurden 50 g des unter Punkt (B) hergestellten aktivierten Trass in 100 ml einer 25,5 %-igen Polythionatlösung-Lösung (Netfloc®; New Environmental Technologies, Mannheim, Deutschland) gegeben. Die Lösung wies einen basischen pH von 12,5 auf. Die Suspension wurde für 3 Minuten bei Raumtemperatur gerührt, das feste Material absetzen gelassen und der Überstand abdekantiert. Das Material wurde dann bei vermindertem Druck bei 50 °C getrocknet.For the preparation of the material 50 g of the activated trass prepared in section (B) in 100 ml of a 25.5% aqueous solution were Polythionatlösung; added (Netfloc ® New Environmental Technologies, Mannheim, Germany). The solution had a basic pH of 12.5. The suspension was stirred for 3 minutes at room temperature, the solid material allowed to settle and the supernatant decanted off. The material was then dried at 50 ° C under reduced pressure.
Natürliches Puzzolan Natural pozzolan
Als Puzzolan wurde Vulkanit 500 der Fa. Hauri, Deutschland; aktive Oberfläche nach BET ca. 7 m2/g; Blaine-Wert ca. 14.000; direkt ohne Vorbehandlung verwendet.As pozzolan vulcanite 500 Fa. Hauri, Germany; active surface according to BET approx. 7 m 2 / g; Blaine value about 14,000; used directly without pretreatment.
PolythionatlösungPolythionatlösung
Als Polythionatlösung wurde das Produkt Netfloc® von der Fa. New Environmental Technologies, Mannheim, Deutschland, 25,5 %-ige Polythionatlösung, verwendet.As Polythionatlösung the product Netfloc ® by the company was. New Environmental Technologies, Mannheim, Germany, 25.5% owned Polythionatlösung used.
Herstellung von mit Polythionat beschichtetem TrassPreparation of polythionate-coated trass
Für die Herstellung des Materials wurde wie unter Punkt (C) verfahren mit der Maßgabe, dass 50 g des unter Punkt (A) spezifizierten Trass verwendet wurde.For the preparation of the material, the procedure was as under point (C), with the proviso that 50 g of the trass specified under point (A) was used.
Beispiel 2: Einsatz der Materialien bei der GasreinigungExample 2: Use of materials in gas purification
30 l eines Gases mit der vorab bestimmten Zusammensetzung :
Die nachfolgende Tabelle zeigt das bei den verschiedenen Materialien im Restgas wiedergefundene Quecksilber, sowie die errechnete prozentuale Reinigung.
Tabelle
Wie aus der vorstehenden Tabelle ersichtlich zeigt Trass & Polythionat trotz der geringen aktiven Oberfläche von nativem Trass eine überraschend starke Absorption von Quecksilber auf, die allen anderen Systemen überlegen war.As can be seen from the above table, despite the low active surface of native trass, Trass & polythionate exhibits a surprisingly high absorption of mercury that was superior to all other systems.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE P102012012367 [0009]DE P102012012367 [0009]
- DE 102014113620 [0010]DE 102014113620 [0010]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- DIN ISO 9277:2003-05 [0030, 0033]DIN ISO 9277: 2003-05 [0030, 0033]
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