DE19711840A1 - Verfahren zur Entfernung von in niedriger Konzentration vorliegenden Schadstoffen, insbesondere chlorierten Kohlenwasserstoffen und ggf. Schwermetallen, aus Abgasen - Google Patents

Verfahren zur Entfernung von in niedriger Konzentration vorliegenden Schadstoffen, insbesondere chlorierten Kohlenwasserstoffen und ggf. Schwermetallen, aus Abgasen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von in niedriger Konzentration vorliegenden Schadstoffen, insbesondere chlorierten Kohlenwasserstoffen und ggf. Schwermetallen, aus Abgasen.
Mit der deutschen Patentanmeldung 197 02 349.5 ist ein solches Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem grobkörniges inertes Trägermaterial mit einer anhaftenden Schicht aus kohlenstoffhaltigem Sorptionsmittelstaub beschichtet wird und das Abgas durch ein Wanderbett aus dem beschichteten Material hindurchgeleitet wird. In der älteren Anmeldung und in der vorliegenden Anmeldung wird unter einem inerten Trägermaterial ein solches Material verstanden, das bezüglich der Abscheidung von in niedriger Konzentration vorliegenden Schadstoffen, insbesondere organischen Schadstoffen und Schwermetallen inert bzw. inaktiv ist. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird das grobkörnige Trägermaterial außerhalb des Wanderbettes mit dem kohlenstoffhaltigen Sorptionsmittelstaub beschichtet und erst danach in das Wanderbett eingebracht. Hierzu ist eine gesondere Beschichtungsstufe erforderlich.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Entfernung von in niedriger Konzentration vorliegenden Schadstoffen anzugeben, bei dem die Herstellung des beschichteten Trägermaterials vereinfacht wird.
Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, daß das Abgas durch ein von oben nach unten wanderndes Wanderbett aus grobkörnigem Trägermaterial hindurchgeleitet wird und das im Wanderbett befindliche Trägermaterial mit einem kohlenstoffhaltigen Sorptionsmittelstaub beschichtet wird.
Die Beschichtung erfolgt somit im Wanderbett selbst. Als Trägermaterial können nicht nur die in der älteren Anmeldung angesprochenen Materialien: Kalksplitt, Kies oder ähnliches eingesetzt werden, sondern auch kohlenstoffhaltige Sorptionsmittel, die selbst über mehr oder weniger gute Adsorptionseigenschaften für die abzutrennenden Schadstoffe verfügen, wie z. B. Hüttenkoks, Herdofenkoks oder Aktivkohle. Als Sorptionsmittelstaub selbst können pulverisierter Hüttenkoks, Herdofenkoks (HOK), Formaktivkoks (FAK) oder Aktivkohle eingesetzt werden.
Auf besonders einfache Weise wird eine Beschichtung des Trägermaterials im Wanderbett erreicht, wenn das Wanderbett von dem Abgas quer durchströmt wird und dem Abgas vor Eintritt in das Wanderbett Sorptionsmittelstaub zugemischt wird.
Das mit Trägermaterial geeigneter Körnung, vorzugsweise 1 mm - 10 mm, weiter bevorzugt 2 mm - 5 mm, gefüllte Wanderbett wirkt als Tiefbettfilter zur Abscheidung des pulverisierten kohlenstoffhaltigen Sorptionsmittelstaubs, der auf den Körnern des Trägermaterials eine aktive Schicht zur adsorptiven Abscheidung von organischen Schadstoffen und Schwermetallen bildet. Die äußere Oberfläche dieser aktiven Schicht ist erheblich größer als die der Trägermaterialkörner, obwohl die Trägermaterialkörner selbst durch die auf ihnen gebildete aktive Schicht nur unwesentlich vergrößert werden. Untersuchungen haben gezeigt, daß die Aktivitäten bezüglich der adsorptiven Abscheidung von organischen Schadstoffen und Schwermetallen nahezu linear von der äußeren Oberfläche des Adsorptionsmittels abhängen.
Durch die Wanderbewegung des Trägermaterials im Wanderbett bei gleichzeitiger Querdurchströmung des Wanderbettes durch das Abgas wird der Teil des pulverisierten kohlenstoffhaltigen Sorptionsmittels, der nicht auf den Trägermaterialkörnern auf der Anströmseite des Wanderbettes haftet, weiter in das Wanderbett hineintransportiert. Durch die Wahl der Menge des zugeführten pulverisierten Sorptionsmittels kann somit die Eindringtiefe des Sorptionsmittels in das Wanderbett entsprechend der zu lösenden Abscheideaufgabe für die genannten Schadstoffe angepaßt werden. Durch die Wahl der gesamten Tiefe des Wanderbettes in der Weise, daß bei maximaler Eindringtiefe des Adsorbens noch eine Restschicht unbeschichteten Trägermaterials vom Abgas durchströmt werden muß, kann sichergestellt werden, daß kein pulverisiertes Sorptionsmittel aus dem Wanderbett ausgetragen wird. Beim Zumischen des Sorptionsmittelstaubs in das zu reinigende Abgas kann dies so geschehen, daß der Sorptionsmittelstaub in den gesamten Abgasstrom eingemischt wird, z. B. in die Zuleitung des dem Wanderbett vorgeschalteten Gaseintrittsraumes eingemischt wird.
Es ist jedoch auch denkbar, daß Sorptionsmittelstaub oder -pulver nur dem Teil des gesamten Abgasstroms zugemischt wird, der in einen oberen Bereich des Wanderbettes eintritt. Das Sorptionsmittelpulver bzw. Staub wird somit dem Teil des Wanderbettes zugeführt, der mit frischem Trägermaterial beschickt wird.
Andererseits ist es denkbar, daß das Wanderbett von dem Abgas quer durchströmt wird und Sorptionsmittelstaub dem Wanderbett im oberen Bereich des Wanderbettes auf der Gaseintrittsseite des Wanderbettes zugesetzt wird. Hierbei wird der Sorptionsmittelstaub bzw. -pulver mit dem frisch eingebrachten Trägermaterial zusammengebracht. Die Einmischung des pulverisierten Sorptionsmittels geschieht dann während der gemeinsamen, abwärts gerichteten Wanderbewegung des Trägermaterials und des Pulvers, wobei die vorzugsweise auf der Eintrittsseite des Wanderbettes vorgesehenen Jalousiebleche die Funktion von Mischelementen einnehmen.
Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung zur Abgasreinigung nach Anspruch 8.
Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren in verschiedenen Durchführungsweisen erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Verfahrensführung, bei der pulverisiertes Adsorbens dem zu reinigenden Abgas vor Eintritt in den Gaseintrittsraum des Reinigungsreaktors zugesetzt wird,
Fig. 2 eine Verfahrensführung, bei der das pulverisierte Adsorbens dem oberen Bereich des Gaseintrittsraumes des Reaktors zugesetzt wird, und
Fig. 3 eine Verfahrensführung, bei der das pulverisierte Adsorbens dem Wanderbett in der Nähe der Eintrittsjalousie zugesetzt wird.
In der Fig. 1 ist ein Wanderbettreaktor 1 dargestellt, in dem zwei vertikal ausgerichtete Wanderbetten 2 und 3 vorgesehen sind. Die Wanderbetten 2 und 3 sind zu einem Gaseintrittsraum 4 hin durch Eintrittsjalousien 2a und 3a begrenzt und zu einem zugeordneten Gasaustrittsraum 5 bzw. 6 durch Austrittsjalousien 2b und 3b. Die Wanderbetten 2 und 3 werden von oben über Leitungen 7 und 8 mit einem grobkörnigen Trägermaterial T beschickt. Das Trägermaterial wird über Leitungen 9 und 10 am unteren Ende der Wanderbetten kontinuierlich oder diskontinuierlich abgezogen und einer Siebeinrichtung 11 zugeführt. Der Siebdurchgang wird über Leitung 12 abgezogen, während der Siebüberstand über Leitung 13 in die Wanderbetten 2 und 3 zurückgeführt wird. Über Leitung 14 wird Trägermaterial T ergänzt.
Der Gaseintrittsraum wird mit über Leitung 15 herangeführtem Abgas A beaufschlagt und über Leitung 16 wird in die Leitung 15 pulverisiertes Sorptionsmittel S eingemischt. Die Mischung aus Abgas A und Sorptionsmittelstaub S tritt durch die Eintrittsjalousien 2a bzw. 3a in die Wanderbetten ein und beschichtet die Körner des Trägermaterials. Durch die Menge des bei 16 zugesetzten Sorptionsmittelstaubes S kann die Eindringtiefe des Adsorbens in die Wanderschichten 2 und 3 eingestellt werden.
Das gereinigte Gas wird aus den Gasaustrittskammern 5 und 6 über Leitungen 17 und 18 als Reingas R abgezogen.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird das Sorptionsmittelpulver S nicht in der Abgasleitung 15 zugemischt, sondern über eine Leitung 19 nur in den oberen Teil der Gaseintrittskammer 4 eingebracht. Dort werden die über Leitung 7 und 8 herangeführten Körner des Trägermaterials in einer solchen Weise beschichtet, daß die Beschichtung während der gesamten Wanderbewegung nach unten in ausreichender Weise vorhanden ist.
Bei der in der Fig. 3 gezeigten Verfahrensführung wird das Sorptionsmittelpulver S über Leitungen 20a und 20b am oberen Ende der Wanderbetten 2 und 3 den der Eintrittsjalousie 2a bzw. 3a benachbarten Teilschichten des Wanderbettes aufgegeben. Bei der Umwanderung der Jalousiebleche der Eintrittsjalousien 2a und 3a übernehmen diese die Funktion von Mischelementen, so daß der Adsorptionsmittelstaub S in das Trägermaterial T eingemischt wird.
Es ist auch denkbar, die drei in den Fig. 1-3 gezeigten Arten der Zufuhr von Staub oder Pulver gleichzeitig durchzuführen.

Claims (8)

1. Verfahren zur Entfernung von in niedriger Konzentration vorliegenden Schadstoffen, insbesondere chlorierten Kohlenwasserstoffen und ggf. Schwermetallen aus Abgasen, bei dem das Abgas durch ein von oben nach unten wanderndes Wanderbett aus grobkörnigem Trägermaterial hindurchgeleitet wird und das im Wanderbett befindliche Trägermaterial mit einem kohlenstoffhaltigen Sorptionsmittelstaub beschichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als grobkörniges Trägermaterial ein inertes Trägermaterial oder ein kohlenstoffhaltiges Sorptionsmittel eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Sorptionsmittelstaub pulverisierter Hüttenkoks, Herdofenkoks (HOK), Formaktivkoks (FAK) oder Aktivkohle eingesetzt werden.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Wanderbett von dem Abgas quer durchströmt wird und dem Abgas vor Eintritt in das Wanderbett Sorptionsmittelstaub zugemischt wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß das Wanderbett von dem Abgas quer durchströmt wird und Sorptionsmittelstaub in den gesamten Abgasstrom eingemischt wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wanderbett von dem Abgas quer durchströmt wird und Sorptionsmittelstaub nur dem Teil des gesamten Abgasstromes zugemischt wird, der in einen oberen Bereich des Wanderbettes eintritt.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wanderbett von dem Abgas quer durchströmt wird und Sorptionsmittelstaub dem Wanderbett im oberen Bereich des Wanderbettes auf der Gaseintrittsseite des Wanderbettes zugesetzt wird.
8. Vorrichtung zum Entfernen von in niedriger Konzentration vorliegenden Schadstoffen, insbesondere chlorierten Kohlenwasserstoffen und ggf. Schwermetallen, aus Abgasen mit einem Reaktor mindestens bestehend aus einem Gaseintrittsraum (4), einem Wanderbett (2) und einem Gasaustrittsraum (5), sowie einer Einrichtung für die Zufuhr (7) und Abfuhr (9) eines grobkörnigen Trägermaterials (T) in das Wanderbett und einer Zuführeinrichtung (16; 19; 20a, 20b) für die Zufuhr eines kohlenstoffhaltigen Sorptionsmittelstaubes (S) in eine Gaszufuhrleitung (15) für die Zufuhr des zu reinigenden Gases in den Gaseintrittsraum (4), in den oberen Bereich der Gaseintrittskammer (4) und/oder in das Wanderbett (2) selbst.
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