DE1792411A1 - Reinigung von Salpetersaeure-Abfallgasen - Google Patents

Reinigung von Salpetersaeure-Abfallgasen

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DE1792411A1
DE1792411A1 DE19691792411 DE1792411A DE1792411A1 DE 1792411 A1 DE1792411 A1 DE 1792411A1 DE 19691792411 DE19691792411 DE 19691792411 DE 1792411 A DE1792411 A DE 1792411A DE 1792411 A1 DE1792411 A1 DE 1792411A1
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waste
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    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
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Description

DR.-ING. WALTER ABITZ 8 München 27, Pienzenauerstraße 28 DR. DIETER MORF 1792411 Telefon 483225 und 486415
. Patentanwälte Telegramme= Chemindus München
30. August 1968 B-97*
ENGELHARD MINERALS & CHEMICALS CORPORATION 113 Astor Street* Newark, New Jersey 07114, V. St. A.
Reinigung von Salpet ersäur e-AM... Lgasen
Abgase von Salpetersäure-Fabriken werden gereinigt, indeia isio mit Erdgas, das zu-aächst in H2 und CO umgewandelt worden ist, vermischt werden. Das Erdgas wird mit Dampf vermischt und in einen Reformer geleitet, der seine Wärmeenergie dem Konverter entnimmt, in welchem Stickstoffoxide aus Ammoniak synthetisiert werden. Das Verfahren erfordert geringeres Vorerhitzen der Abfallgase und verlängert die Katalysator-Lebensdauer.
Die Reinigung von aus Salpetersäure-Fabriken stammenden Abfallgasen bzw. Abgasen ist gut bekannt. Die Abgase, welcho Stickstoffoxide, wie HO und SO«» enthalten, werden mit dem Bestreben, die in. die Atmosphäre gelangenden Gase au entfärben und unschädlich zu machen, mit verschiedenen Brennstoffen behandelt. Einige der für solche Verwendungszwecke offenbarten Brennstoffe sind beispielsweise .Kohlenwasserstoffe, wie Methan oder Erdgas, Wasserstoff, Ammoniak und andere. Erdgas wird, weil es leicht zugäng-
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BAD OHiQnNAL
lieh ist, wenig kostet und wirksam ist, allgemein verwendet*
Die Reinigung der Abfallgase findet in eines katalytischer* Gasbrenner statt, gewöhnlich in einem solchen, der Palladium als Katalysator enthält. Das Abfallgae wird auf 482,2° 0 vorerhitst und ssver Durchführung der Reinigung mit de» Brdgae gemischt.
Wegen der ständig steigenden Forderungen der die I«ftverunreini~ gung betreffenden Gesetze und der Salpetersäure-Hersteller ist die Vervrendung eines eineeinen katalytischem Brenner» fur die Entfärbung unter Verwendung von Erdgas weniger üblich geworden. teuere Ausführungen machen die Verwendung von zwei katalytiechen Abfallgasbrennern erforderlich.
Gemäße der vorliegenden Erfindung wurde mm gefunden, Aase die Reinigung von Salpetersäure-Abfallgas nach einer Methode bewerkstelligt werden kann, die weniger kostspielig und bekannten He~ thoden technisch überlegen ist· Geatäss der neuen Methode werden ein Kohlenwasserstoff-Brennstoff, vorzugsweise ein leichter Kohlenwasserstoff, wie Hanhtha, LPG oder insbesondere Erdgas, und Dampf, der aus dem Abfall eines H^ißkeseels but Verfügung steht, einem Reformer zugeführt. Diese β Verfahren bewirkt die Ufcwmölung des Kohlenwasserstoffs und des Daapfes in Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Erdgas, welches der bevoraugte Brennstoff let und hier »ls repräsentatives Beispiel verwendet wird, wird gemMes der genden Reaktion umgewandelt t
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OH. + H2O ■ ■ 3H2 + 00
Der Reformer wird durch Gase erhitzt, welche die Zone verlassen, in der die umwandlung von Ammoniak in Stickstoffoxid stattfindet. Gemäss der vorliegenden Erfindung ist nur jlLjl Abfallgasreiniger notwendig. Ausserdem wird eine wesentliche Yärmeeinsparung erzielt, da der Brennstoff nor auf etwa 148,9° C vorerhitzt zu werden braucht.
Ein Ziel dieser Erfindung let die Bereitstellung eines neuen und wirksamen Verfahrens zur Verwendung eines Kohlenwasserstoff-Brennstoffe für die Reinigung von Abgasen aus Salpetersäure-Fabriken. Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung eines erdgasverwendenden Reinigimgssystems für Salpetersäure-Fabriken, das ein wirtschaftliches und bequemes Verfahren durchzuführen gestattet, loch ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung eines Verfahrene, das die Kosten für die .Viedererhitzungsanlage auf ein Mindesteass senkt und eine zweite AbfallgAsreinigungseinheit in Salpetersäure-Fabriken vermeidet. Weitere Ziele gehen aus der nachfolgenden Erfindungsbeschreibvng hervor.
Pig. 1 ist ein Fließschema, das die verschiedenen Ströme und Teile der Anlage angibt, mit welchen die vorliegende Erfindung im Hinblick auf Salpetersäure-Fabriken in tun hat. Ein oevorzugtes Verfahren, bei de« die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt, wird allgemein wie folgt durchgeführt: Heisse Luft aus
109846/
Strom 1 trad heisses Ammoniak aus Strom 2 werden vereinigt wa&
durch den Konverter 3 geleitet, in welc&en das Ammoniak in Stickstoffoxide umgewandelt wird* Der heiese Strom ratt Stickstoff oxiden gelangt dann in einen Abwärmekessel 4» einen AfefallgaB-Erhitzer 5 und einen Kühler-Kondensator 6· Schwache Salpetersture aus dem Kühler-Kondensator 6 unÄ niohtuagesetüite Stioketoffoiide strömen in den Absorptionstura 7« in weloüem das Salpetereäureprodukt von *ea Abfallgasen abgetremit wird. Da» Abfallga© wird in einem Vorerhitizer 8 mit Dampf erhitet und etrö»t d«aa in einen Abfallgae-Erhitzer 5, in welche» es Wärme aus de« belesen Reaktionsgasen aufnimmt.
Wasser wird in des AWärmekessel· 4 in Dampf nageweBäelt. Der Dampf wird dann sowohl sram Erhiteen dee AWallgaeee ie 8 ale auch für die Unsetzung mit Brdgas eu Vaeseratoff «ad £jeit~ lenmonoxid im Reformer 9 verwendet. Dieeee öaegeaieok atia d«i Reformer 9 wird ü"ber dem Abfallgas-Keinigtmgelcatalyefctor 10 mit den aus dem Abfallgae-Erhiteer 5 austretende» Gasen taigeeetet, und das die Stickstoffoxide enthaltende Ahfallgae wird daÄuroh entfärbt und unschädlich gemacht.
der vorliegenden Erfindung werden Dampf xmd ein β er st off-Brennst off, wie Brdgas, eine» Refermer *ug«f11krt, der mit dem heissen Oae, das 4 ie Beaktionse<m· eine» tmx*rt*t* r«v
■y ■ ■ ■■ ■■■" tf w m ' ·>
lasst, in Berührung getraoht und erhitmt wir*. Der Äeq^f tut Üi Erdgas in des Reformer erfahren ein· thnemdlttag im H2 «nA 00,
~ 4 * 1098487 U47
und diese Reaktionsprodukte verlassen den Reformer bei etwa 815,6° C. In dem Konverter findet eine Umsetzung «wischen Ammoniak und Luft statt» welche Stickstoffoxide, wie IO und HO2, ergibt. Diese Umwandlung wird duroh Verwendung eines Edelmetall-Katalysators, wie einer Pt-Rh-Gaze, bewirkt. Die Temperatur diesee gasförmigen Reaktionsproduktes beträgt Im allgemeinen etwa 898,9 bis 954»4Ö 0.
Nach dem Wärmeaustausch mit dem Reformer werden die Produttgase der Ammottiakoxidation zur Erzeugung von Dampf verwendet, der, wie oben erörtert, mit dem Erdgas 1« Reformer vermischt wird· Danach wird das Stickstoffoxid enthaltende Gas mit Vaaaer in Berührung gebracht, die als Produkt erhaltene Säure wird abgetrennt, und die Abgase bzw« Abfallgase, welche 10, VO2* *2°» H2O., O2, 0O2, HgO, Argon und I2 enthalten, werden auf etwa 148,9° C vorerhitst. Dieses heisse Abfallgas wird dann in einen Abfallgas-Reiniger, In welchem ein Edelmetall-Katalysator verwendet wird, geleitet, wodurch die Abgase durch Reduktion entfärbt und unschädlich gemaoht werden* Das Reinigungsverfahren wird vorzugsweise mit einem Metall der Platin-Gruppe, z. B. Palladium, das sich vorzugsweise auf einem einheitlichen, keramischen oder wabenartigen Träger befindet, ausgeführt·
Ein Teil oder das gesamte H2-OO-Gasgemisch wird bei 815,6° C für den Durchgang duroh den Abfallgas-Reiniger innig mit dem Abfallga» vereinigt· Die verhültnlsmässig niedrige Reaktionetemperatur
BAD ORtQINAL
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α*«
von etwa 93f 3 Ma 315»6° C und die !Tatsache, dass anstelle von Brdgae Hg-CO verbrannt wird, begünstigen die Verlängerung der Lebensdauer des Katalysators und der Anlage. Insgesamt ist eine Parbabnahme selbst dann erzielbar, wenn eine Menge von etwa 4 Gew.^ Sauerstoff im Abfallgas vorliegt. Diee stellt einen ausgeprägten Torteil über ein Verfahren dar» bei welchem Brdgas als Beduktionsbrenn3toff verwendet wird. Im eines solchen Palle ergibt eine Sauerstoffkonzentration in dem Abfallgas von mehr als etwa 2,4 $> eine schlechte Entfärbung und unvollständige Reinigung. Beim Anfahren der erfindungsgemäss angeordneten Abfallgas-Reinigungsanlage in einer Salpetersäure-Fabrik kann in der Tat zar Unterstützung, dass die Einheit rasch auf die Betriebstemperatur gebracht wird, Brennstoff eugeaetst werden. Diese Tatsache und die Tatsache, dass geringer «β Vorerhiteen für das Abfallgas notwendig ist, erlauben eine raschere Reinigung nach dem Anfahren und geringere Luftverunreinigung.
Wie vorher angezeigt, beträgt die Temperatur des Abfallgaees beim Eintritt in den Abfallgas-Reiniger 93,3 bis 315t6° C und vorzugsweise etwa 148,9° C. Die Verwendung von Erdgas anstelle von Reformergas geraäsa dem bekannten Stand der Technik machte ein Vorerhitzen des Abfallgases auf 482,2° C vor dem Eintritt in den Reiniger erforderlich. Dadurch musste eine zusätzliche Abfallgäs-Vorerhitaereinheit verwendet werden. Gewöhnlich wurde für diesen Zweck ein Turbinengas-Erhitzer verwendet. Durch die v<r
«ß entfällt die Notwendigkeit für diesen Tut γ
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BAD ORIGINAL
B-974 .
nengas-Erhitzer, so dass infolgedessen wesentliche Einsparungen an der Anlage möglich sind. Im ähnlicher Weise ist auch ein Dampf-Abfallgas-Vorerhitaer, der bislang erforderlich war, nicht melir in jedem Falle notwendig.
Der bei der Herstellung von H2 und 00 verwendete Reformer hat einen wesentlich geringeren Rauminhalt als der früher erforderliehe Alvtallgas-Heiniger. Dies führt zu weiteren Einsparungen an Anlagekosten» überdies braucht der verwendete Reformer nicht hochwirksam au sein, öa jedes beliebige nichtumgewandelte Erdges susätzlicL. :?u dem H« und CC als Brennstoff verwendet werden kann. Der Reformer verwendet vorzugsweise einen Katalysatorj Katalysatoren, wie ffickolEirkoniumsilieat und Hickelaluminiumoxid, sind besonders wirksam.
Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung, obgleich sic mit Bezug auf "besondere Aus ftihrungsf armen beschrieben worden ist, innerhalb des Erfindungsbereiches geändert and abgewandelt werden kann und nur durch die nachfolgenden Ansprüche begrenst wird.
BAD
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Claims (1)

  1. B-974 30. August 1968
    Patent an so r| c Jb e
    1· Bei einem Verfahren aum Herstellen von Salpetersäure, gemäss welchen Anmoniak über einem Edelmetall-Katalysator in Stickstoffoxide umgewandelt, ein Kohlenwasserstoff-Brennstoff ale Ausgangsstoff für die Reinigung des Abgases verwendet und ^ in dem Abfallgas-Beiniger «in Edelmetall-Katalysator verwendet wird, die Verbesserung, welche darin besteht, dass man den Kohlenwasserstoff-Brennstoff in einem'Reformer, der Wärme aus den Produktgasen der Ammoniakoxidation entnimmt, rait Dampf vermischt, um den Kohlenwasserstoff-Brennstoff ia ein freien Wasserstoff enthaltendes Gas umzuwandeln und das Abfallgas im Gemisch mit dem genannten, freion Wasserstoff enthaltenden Gas in einen katalytisch arbeitenden Abfallgas-Reiniger leitet.
    W 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenwassersotff-Brennstoff Erdgas ist.
    Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das freien Wasserstoff enthaltende Gas eine !Temperatur roa 93,3 bis 315*6° 0 aufweist und im wesentlichen H? und 00 enthält,
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch fiekennceichnet. de se das freien Wasserstoff enthaltende Gas eine Temperatur vcn efcwa
    ,9
    BAD - 8" 109846/1447
    5« Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet» dass der Abfallgae-Reiniger als Katalysator Palladium enthält.
    6« Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet» dass das Abfallgas weniger als etwa 4 £ Sauerstoff enthält«
    109846/U47
    Le e rs e i t
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