DE19607389A1 - Verfahren zur Absorption von Stickoxiden aus Abgasströmen - Google Patents

Verfahren zur Absorption von Stickoxiden aus Abgasströmen

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Hartmut Dr Lausch
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/10—Oxidants
    • B01D2251/106—Peroxides

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absorption von Stickoxiden aus Abgas strömen, die beispielsweise beim salpetersauren Beizen von metallischen Werkstoffen anfallen.
Beim Beizen von metallischen Werkstoffen in üblichen Salpetersäurebeizen werden teilweise erhebliche Mengen an nitrosen Gasen freigesetzt, die aus der Beizerei abgesaugt und in einem nachgeschalteten Absorber absorbiert werden. Es ist bekannt, hierfür eine wäßrige Lösung aus Wasserstoffperoxid und Salpetersäure zu verwenden, wobei in der EP 0 008 488 in einem ersten Reaktor Salpetersäurekonzentrationen im Bereich von 40 bis 55 Masse-% und in einem nachfolgenden zweiten Reaktor Wasserstoffperoxidkonzentrationen im Bereich von 0,4 bis 2,0 Masse-% empfohlen werden. Im ersten Reaktor wird NO zu NO₂ oxidiert, das dann im zweiten Reaktor mit hoher Ausbeute von etwa 80 Masse-% absorbiert wird.
In der betrieblichen Praxis liegen die Verweilzeiten des Abgases im Gesamtsystem im Bereich von 10 bis 20 s. Insgesamt gesehen erfordert die Realisierung des gewünschten Absorptionsgrades jedoch einen erheblichen apparativen Aufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Absorption von Stickoxiden aus Abgasen zu entwickeln, das in einem Reaktor bei Verweilzeiten unter 5 s über 80 Masse-% der im Abgas vorhandenen Stickoxide absorbiert.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine wäßrige Lösung, die 0,2 bis 2 Masse-% Wasserstoffperoxid und 2 bis 20 Masse-% Salpetersäure enthält, mit einer das Wasserstoffperoxid aktivierenden Substanz und/oder Einrichtung in Kontakt gebracht wird.
Wasserstoffperoxidkonzentrationen unter 0,2 Masse-% sind nicht mehr in der Lage, den gewünschten Absorptionsgrad der Stickoxide zu realisieren. Wasserstoffperoxidkonzen­ trationen oberhalb von 2,0 Masse-% führen zu unnötigen Wasserstoffperoxidverlusten aufgrund zunehmender Selbstzersetzung. Salpetersäurekonzentrationen unter 2 Masse-% bewirken eine unzureichende NO-Entfernung, während Salpetersäurekonzentrationen oberhalb 20 Masse-% die NO₂-Absorption behindern.
Wasserstoffproxidaktivierende Substanzen können homogene und/oder heterogene Katalysatoren sein. Als homogene Katalysatoren bieten sich zum Beispiel Mangansalze und hierbei insbesondere Mangannitrat an. Als heterogener Katalysator ist der Einsatz eines manganhaltigen Vollmetallkatalysators zu empfehlen, wie er beispielsweise in der DE 195 03 865 beschrieben ist.
Bevorzugt wird das Wasserstoffperoxid mittels UV-Behandlung aktiviert.
Die Erfindung wird durch das nachfolgende Beispiel erläutert.
Beispiel
Beim Beizen von kupfer- und nickelhaltigen Drahtmaterialien entstand ein Abgas, das abgesaugt wurde und mit Luft verdünnt einen Gehalt an Stickoxiden von maximal 2500 mg/Nm³ aufwies. Das Mol-Verhältnis betrug zwischen NO₂ und NO etwa 2 : 1. Dieses Abgas wurde mit einem Volumenstrom von 18000 Nm³/h durch einen Absorberturm mit einer Verweilzeit von 5 s geleitet. Als Absorptionsmittel wurden 4 m³ einer wäßrigen Lösung, die 0,5 Masse-% Wasserstoffperoxid und 5 Masse-% Salpetersäure sowie 5g/l Mangan in Form von Mangannitrat enthielt, mit einem Volumenstrom von 90 m³/h im Kreislauf im Gegenstrom zum Abgas durch den Absorber gepumpt.
Die Konzentrationen an Stickoxiden am Absorberausgang lagen unterhalb von 200 mg/Nm³ Abgas. Der Absorptionsgrad betrug mithin über 90%.
Die Nitritkonzentration in der Absorberlösung lag bei 2,5 mg/l.

Claims (5)

1. Verfahren zur Absorption von Stickoxiden aus Abgas strömen, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung, die 0,2 bis 2 Masse-% Wasserstoffperoxid und 2 bis 20 Masse-% Salpetersäure enthält, mit einer das Wasserstoffperoxid aktivierenden Substanz und/oder Einrichtung in Kontakt gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als aktivierende Substanz ein homogener und/oder heterogener Katalysator verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als homogener Katalysator eine lösliche Manganverbindung, wie Mangannitrat, verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als heterogener Katalysator ein manganhaltiger Vollmetallkatalysator verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als aktivierende Einrichtung ein UV-Strahler verwendet wird.
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