DE2014248B2 - Verfahren zum unschaedlichmachen von stickoxide enthaltenden gasen - Google Patents
Verfahren zum unschaedlichmachen von stickoxide enthaltenden gasenInfo
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Description
35
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verhinderung der Luftverschmutzung, und zwar auf ein
Verfahren zur Umwandlung von Stickoxide enthaltenden Gasen in Gase, die gefahrlos in die Umgebungsatmosphäre abgelassen werden können.
Bei vielen industriellen Verfahren enthalten die erzeugten Abgase so viel Stickstoff, daß sie nicht in die
Luft abgelassen werden können. Es wurden bereits verschiedene Verfahren zur Beseitigung der Stickoxide
in Abgasen vorgeschlagen; z. B. wird eine Absorption des Stickstoffs in Wasser durchgeführt, wobei Salpetersäure gewonnen wird.
Ein solches Verfahren ist jedoch kostspielig, bringt Korrosionsprobleme mit sich und ergibt nur eine
technisch uninteressante Säuremenge.
Weiter wurde bereits vorgeschlagen, Stickoxide dadurch unschädlich zu machen, daß man sie unter
Reduktion der Oxide zu Stickstoff in den reduzierenden SS
Teil einer Flamme leitet. Be; diesen Verfahren, wie sie in
der US-Patentschrift 26 73 141 sowie der schweizerischen Patentschrift 2 75 796 beschrieben sind, genügt
jedoch der durch die Stickoxide gelieferte Sauerstoff nicht zur vollständigen Verbrennung, so daß die
behandelten Abgase stark rauchhaltig sind und auch noch sonstige schädliche Verunreinigungen, insbesondere CO und Aldehyde, enthalten.
Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Nachteile. Sie geht von den bekannten Verfahren zum Unschädlichmachen von Stickoxide enthaltenden Gasen mit
einer reduzierenden Flamme durch Vermischen der in de.r Ramme entstandenen Verbrennungsprodukte mit
den Stickoxiden aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Brennstoff in Anwesenheit von etwa 85% des
stöchiometrischen Sauerstoffbedarfs verbrannt wird und die Oxide des Stickstoffs mit den erhaltenen
Verbrennungsgasen ui einem Verhältnis gemischt weiden, welches einen Überschuß an oxidierbaren
Verbrennungsprodukten gegenüber dem Sauerstoff, der aus den Oxiden zur Verfügung steht, erzeugt, wobei
andere wesentliche Sauerstoffquellen ausgeschlossen werden, das Gemisch auf Temperaturen von etwa 650
bis 139O°C gekühlt wird und die oxidierbaren Verbrennungsprodukte, die verbleiben, nachdem im
wesentlichen die gesamten Oxide des Stickstoffs zu Stickstoff reduziert sind, mit einem Überschuß an
Sauerstoff, der jedoch nicht ausreicht, um den Stickstoff zu mehr als 50 teilen pro Million Oxiden des Stickstoffs
umzuwandeln, gemischt werden, um alle Verbrennungsprodukte in Kohlendioxid und Wasser überzuführen,
und daß das Produkt anschließend gekühlt und in an sich bekannter Weise abgelassen wird.
Zweckmäßig wird dabei die Temperatur des Gemisches von Oxiden des Stickstoffs und der Verbrennungsprodukte in einem Bereich von etwa 982 bis 139O0C
gehalten.
Das Sauerstoffvolumen, das verwendet wird, um die
Brennstoffe zu oxidieren, die verbleiben, nachdem der SauectofT aus den Oxiden verbraucht ist, wird so
eingestellt, daß lediglich ein geringer Überschuß vorhanden ist, um eine übermäßige Wiederoxidation
des Stickstoffs auszuschalten. Vorzugsweise wird nicht mehr als etwa 1% Sauerstoffüberschuß über den
stöchiometrischen Bedarf zur vollständigen Oxidation verwendet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert:
Ein Ofen weist ein Stahlgehäuse 10 auf, welches mit einem feuerfesten Material ausgekleidet ist. Eine
Flamme 11 brennt im unteren Abschnitt des Ofens. Ein Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise Methan, wird
über eine Leitung 12 dem Brenner 14 zugeführt, wählend Luft durch den Brenner mit einer Rate
zugeführt wird, die derart ist, daß etwa 85% des stöchiometrischen Bedarfs an Sauerstoff für eine
vollständige Verbrennung des Kohlenwasserstoffs zugeführt wird. Ein Abgas, welches etwa 20 000 Teile pro
Million von gemischten Oxiden des Stickstoffs, wie beispielsweise Stickstoffoxidul, Stickstoffoxid, Stickstofftrioxid, Stickstoffperoxid und Stickstoffpentoxid,
enthält, wird über eine Leitung 16 in eine Zone 17 neben der Flamme 11 eingeleitet. Die Verbrennungsprodukte
des Methans, die Methylalkohol, Formaldehyd, Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthalten, werden in der Zone
17 mit den Gas gemischt. Die Temperatur in der Verbrennungszone 17 wird auf einem Wert von etwa
9820C bis zu etwa 13900C gehalten, und zwar dadurch,
daß man ein Kühlmittel durch die Leitungen 18 und 19 einströmen läßt Wenn das Gasgemisch nach oben
durch die Zone 17 hindurch zur Zone 21 strömt, werden die Verbrennungsprodukte oxidiert, und zwar durch den
Sauerstoff, der den Oxiden des Stickstoffs entzogen wird, wodurch diese zu Stickstoff reduziert werden. Der
Brennstoff, der zum Brenner strömt, wird derart eingestellt, daß sichergestellt ist, daß immer ein
Überschuß an Verbrennungsprodukten, hauptsächlich Kohlenmonoxid und Wasserstoff, in der Zone 17
vorhanden ist, so daß ein Bedarf für den gesamten Sauerstoff besteht, der durch die Oxide des Stickstoff
zur Verfügung gestellt werden kann.
Das Gemisch von Stickstoff und der Überschuß an Kohlenmonoxid, Wasserstoff und anderen oxidierbaren
Materialien wird mit Luft gemischt, die durch Leitungen 22 und 23 zugeführt werden, wenn das gasförmige
Gemisch die Zone 17 verläßt Die Luftströmung wird derart eingestellt daß eine Oxidation von im wesentlichen
allen brennbaren Materialien sichergestellt wird, um zu verhindern, daß Kohlenmonoxid und Wasserstoff
aus der Zone 21 austreten können. Ein Kühlmittel strömt in die Zone 21 durch das Rohr 24 ein, um die
>° Wärme aufzunehmen, die während der Oxidation in der
Zone 21 erzeugt wird. Das Gas, welches die Zone 21 verläßt enthält weniger als 50 Teilchen pro Million
Oxide des Stickstoffs und ist im wesentlichen frei von Kohlenstoff, Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Das
Luftvolumen, welches durch die Leitungen 22 und 23 zugeführt wird, wird vorzugsweise derart eingestellt
daß weniger als 1% Sauerstoffüberschuß gegenüber dem stöchiometrischen Bedarf der Kohlenstoff- und
Wasserstoffverbindungen im Gas vorhanden ist, um eine wesentliche Oxidation des Stickstoffs auszuschalten.
Dadurch, daß das Luftvolumen, welches dem Brenner 14 zugeführt wird, eingestellt wird und dadurch, daß das
Volumen des Gases, welches durch die Leitung 16 zugeführt wird, genau eingestellt wird und daß die
Temperatur zwischen etwa 982 und etwa 13900C
gehalten wird, und dadurch, daß die richtige Menge von Luft durch die Leitungen 22 und 23 zugeführt wird,
können die Oxide des Stickstoffs zu Stickstoff reduziert werden und der Brennstoff wird zu ungefährlichem
Kohlendioxid und Wasser oxidiert um die gefährlichen Gase, die durch die Leitung 16 einströmen, in ein
harmloses Gas umzuwandeln, welches im wesentlichen frei von Kohlenstoff ist und welches aus der Zone 21
abströmt
Obwohl jeder Brennstoff verwendet werden kann, der im wesentlichen vollständig zu Kohlendioxid und
Wasser oxidiert werden kann, wie beispielsweise Kohle, öl, flüssige Kohlenwasserstoffe und dergleichen, werden
beste Resultate mit Methan oder einem Erdgas erzielt welches Kohlenwasserstoffe mit geringem
Molekulargewicht enthält wobei diese Produkte mit einer klaren Flamme verbrennen, die im wesentlichen
frei von Kohlenstoff ist
Es ist von Bedeutung, daß die Temperatur innerhalb der Verbrennungskammer im Bereich der oben
erwähnten Grenzen gehalten wird, um eine richtige Oxidation und Reduktion zu erzielen, während eine
Beschädigung der hitzebeständigen Auskleidung im wesentlichen ausgeschaltet wird. Jede geeignete Flüssigkeit
oder jedes geeignete Gas, welche(s) frei von abgebbarem Sauerstoff ist, wie beispielsweise Stickstoff,
Kohlendioxid, Wasser oder dergl., können als Kühlmittel verwendet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zum Unschädlichmachen von Stickoxide enthaltenden Gasen mit einer reduzierenden
Flamme durch Vermischen der in der Flamme entstandenen Verbrennungsprodukte mit den Stickoxiden, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Brennstoff in Anwesenheit von etwa 85% des stöcbiometrischen Sauerstoffbedarfs verbrannt wird >°
und die Oxide des Stickstoffs mit den erhaltenen Verbrennungsgasen in einem Verhältnis gemischt
werden, welches einen Oberschuß an oxidierbaren Verbrennungsprodukten gegenüber dem Sauerstoff,
der aus den Oxiden zur Verfugung steht, erzeugt,
wobei andere wesentliche Sauerstoffquellen ausgeschlossen werden, das Gemisch auf Temperaturen
von etwa 650 bis 1390" C gekühlt wird und die oxidierbaren Verbrennungsprodukte, die verbleiben,
nachdem im wesentlichen die gesamten Oxide des Stickstoffs zu Stickstoff reduziert sind, mit einem
Oberschuß an Sauerstoff, der jedoch nicht ausreicht, um den Stickstoff zu mehr als 50 Teilen pro Million
Oxiden des Stickstoffs umzuwandeln, gemischt werden, um alle Verbrennungsprodukte in Kohlen- *5
dioxid und Wasser überzuführen, und daß das Produkt anschließend gekühlt und in an sich
bekannter Weise abgelassen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Gemisches von
Oxiden des Stickstoffs und der Verbrennungsprodukte in einem Bereich von »itwa 982 bis zu etwa
1390° C gehalten wird.
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| DE2014248A1 (de) | 1970-11-12 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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