DE2226955A1

DE2226955A1 - Verfahren zur beseitigung von uebelriechenden, insbesondere aus zersetzungsprodukten organischer stoffe gebildeten bestandteilen von abgasen oder daempfen

Info

Publication number: DE2226955A1
Application number: DE2226955A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Chem Dr Koetting
Original assignee: Steuler Industriewerke GmbH
Current assignee: Steuler Industriewerke GmbH
Priority date: 1972-06-02
Filing date: 1972-06-02
Publication date: 1973-12-13
Also published as: FR2187395A1; FR2187395B1; CH547119A; NL7208540A; US3905774A; GB1359421A

Description

PATENTANWÄLTE F .W . H E M M E R IC H ■ G E R D M Ü L L E R ■ D . G R O SSE 22 172 h . gS

8. April 1972

Steuler Industriewerke GmbH, Höhr-Grenzhausen

Verfahren zur Beseitigung von übelriechenden, insbesondere aus Zersetzungsprodukten organischer Stoffe gebildeten Bestandteilen von Abgasen oder Dämpfen

Die Erfindung betrifft ein. Verfahren zur Beseitigung von übelriechenden, insbesondere.aus Zersetzungsprodukten organischer Stoffe gebildeten Bestandteilen von Abgasen und/ oder Dämpfen.

Die Beseitigung übelriechender Bestandteile in Abgasen und/oder Dämpfen bereitet besondere Schwierigkeiten, weil der chemische Charakter dieser Bestandteile, insbesondere, wenn sie aus Zersetzungsprodukten organischer Stoffe gebildet werden, oft nicht oder nur mit sehr großem Aufwand restlos geklärt werden kann. Hinzu kommt, daß industrieeile Anlagen, bei denen diese Gerüche auftreten, oft sehr große Abluftmengen erzeugen und es häufig nicht möglich ist, die entstehenden übelriechenden Abgase und/oder Dämpfe unmittelbar an der Entstehungsstelle zu erfassen und zu behandeln. Die s gilt zum Beispiel für die Tierkörperverwertungsanstalten (Verarbeitung von Blut, Knochen, Fleischabfällen, Haaren, Federn), die Fischmehlherstellung, Geflügelfarmen, Schweinezuchtbetriebe, für Häutelager, Gerbereien und auch für Teppichfabriken, bei denen die Teppichrückseiten aus Kautschukdispersionen gefertigt werden. Die erwähnten großen Abluftmengen, die der Reinigung bedürfen, ergeben sich bei solchen Betrieben oft aus dem bereits erwähnten Grund der Unmöglichkeit der Erfassung der übelriechenden Abgase und/oder Dämpfe an der Entstehungsstelle und aus der Notwendigkeit, die Produktionsstatten

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schon mit Rücksicht auf die dort arbeitenden Menschen ständig zu belüften.

Übelriechende Abgase und/oder Dämpfe können durch Verbrennung gereinigt werden. Man unterscheidet zwei Verfahren, nämlich das sogenannte "Thermische Naehverbrennungsverfahren" und das "Katalytische Nachverbrennungsverfah

Im "Thermischen Nachverbrennungsverfahren" werden die übelriechenden Abgase und/oder Dämpfe bei Temperaturen oberhalb 760° C₁ besser aber bei 900° C verbrannt. Da aber der Heizwert der zu verbrennenden Gase und Dämpfe außerordentlich gering ist, muß praktisch die gesamte erforderliche Energie in Form von zusätzlichem Brennstoff (in der Regel Heizöl) zugeführt werden. Deshalb liegen die Betriebskosten dieses Verfahrens relativ hoch. Zwar können diese Betriebskosten durch Nutzung der Abwärme über Wärmeaustauscher vermindert werden, aber diese Möglichkeit ist oft aus betrieblichen Gründen nicht gegeben und diese zusätzlichen Aggregate erhöhen die Investitionskosten erheblich.

Nach dem "Katalytischen Nachverbrennungsverfahren¹¹ wer den die übelriechenden Abgase und/oder Dämpfe bei Tempe raturen von 350° bis 150° C verbrannt. Die Verminderung der Verbrennungstemperaturen im Vergleich zum "Thermischen Nachverbrennungsverfahren" wird durch den Einsatz von Katalysatoren erreicht. Es ergibt sich zwar eine Brennstoffersparnis wegen der niedrigen Verbrennungstemperaturen, die Betriebskosten dieses Verfahrens werden aber stark von der Standzeit der Katalysatoren beeinflußt. Die zu reingenden übelriechenden Abgase oder Dämpfe erhalten

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in vielen Fällen sogenannte"Katalysatorgifte", besonders Schwefel und Phosphor, die die Standzeit der Katalysatoren stark vermindern. Wegen der oft nicht genau bekannten Zusammensetzung der zu verbrennenden Abgase lassen sich
Voraussagen über die Standzeit der Katalysatoren oft nicht oder nur'unzureichend treffen,. Die Folgen sind: relativ kurze Katalysator-Standzeiten und damit relativ hohe Be-^- triebskosten dieses Verfahren.

Nach der Erfindung lassen sich die übelriechenden Bestandteile der Abgase und/oder Dämpfe auch bei der gegebenen
geringen Konzentration an Geruchsstoffen und Geruchsträgerstoffen auf wirtschaftliche Weise dadurch beseitigen, daft in einer mehrstufigen Absorptionsanlage mit etagenförmig übereinander angeordneten Kapillarwaschböden und darauf
stehenden Spiegeln regulierbar umlaufender Waschflüssigkeitsströme, bei der die von unten her zugeblasenen, die übelriechenden Bestandteile enthaltenden Abgase und/oder Dämpfe die Unterseite der Waschböden beaufschlagen und diese und die Waschflüssigkeit durchdringen, in der ersten
Waschstufe die Waschflüssigkeit aus ca, 2 bis 6 %-iger
Natronlauge oder Kalilauge besteht, wobei den Abgasen
und/oder Dämpfen vor dem Eintritt in die erste Waschstufe Chlor entsprechend dem chloroxidierbaren Anteil der Gasbestandteile zugesetzt wird, daft der in der zweiten Waschstufe die Flüssigkeit aus ca. 3 bis 8%-iger Natronlauge oderKalilauge besteht und daß in der dritten Waschstufe
die Waschflüssigkeit aus ca. 0,5 bis 8%-iger Aminosulfosäure (NH₂. SO₃H) besteht.

Entsprechend dem chloroxidierbaren Anteil der Abgase und/ oder Dämpfe zugesetzte Chlor oxidiert auf dem Wege von der

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Einführungsstelle bis zum Eintritt in die erste Waschstufe bereits einen Teil der Geruchsstoffe und Geruchsträgerstoffe. Das auf dieser Reaktionsstrecke nicht verbrauchte Chlor verbindet sich in der ersten alkalischen Waschstufe mit der Natronlauge zu Natriumhypochlorit (NaOCl) bzw. mit der Kalilauge zu Kaliumhypochlorit (KOCl). Die gebildete Hypochloritlösung oxidiert weitere Bestandteile der Abgase und/oder Dämpfe. Gleichzeitig werden die oxidierten Geruchsbestandteile an das Waschwasser gebunden. Durch die Umsetzung des nicht verbrauchten Chlore mit der alkalischen Lauge wird außerdem verhindert, daß freies Chlor aus der Absorptionsanlage austritt. In der zweiten, ebenfalls mit Natronlauge oder Kalilauge betriebenen Waschstufe wird die Behandlung der ersten Waschstufe ergänzt, so daß sich der Abscheidegrad erhöht. Diese Stufe gilt auch als Sicherheitsstufe für nicht verbrauchtes Chlor. Die Chlorreste, die in der ersten Stufe nicht gebunden worden sind, werden in dieser Stufe vollständig an Natronlauge bzw. Kalilauge gebunden, so daß mit Sicherheit kein freies Chlor aus der Absorptionsanlage austreten kann.

Hier kann, wie die Erfindung weiter vorsieht, durch die Messung des Oxidationspotentials die Chlordosierung mittels einer bekannten MeR- und Regeleinrichtung auf den jeweils optimalen Wert eingeregelt werden. Vor dem Eintritt in die dritte Waschstufe passiert das vorgereinigte Abgas einen Abstreifer, der einerseits verhindert, daß alkalische Bestandteile aus der ersten und zweiten Stufe in die dritte, saure Waschstufe mitgerissen werden und dort einen Mehrverbrauch an Aminosulfosäure verursachen und der andererseits verhindert, daß Aminosulfosäure aus der dritten Waschstufe in die zweite, alkalische Stufe läuft unddort einen Mehrverbrauch an Natronlauge bzw. Kalilauge verursacht.

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Nach dem Passieren des Abstreifers tritt das Abgas in die dritte Waschstufe ein. In dieser Stufe werden die in den ersten beiden Waschstufen nicht erfaßten übelriechenden Bestandteile vorwiegend basischer Natur von der Aminosulfosäure absorbiert. Anschließend werden die Abgase und/ oder Dämpfe über einen Tropfenabscheider ins Freie geblasen.

Die Waschmedien werden in bekannter Weise von einem Vorratsbehälter im Kreislauf bewegt und sind im Normalfall für eine bestimmte, vorgegebene Betriebszeit ausgelegt, danach müssen'sie erneuert werden. Es ist aber auch möglich, mit Hilfe entsprechender regelungstechnischer Herate eine kontinuierliche und automatische Erneuerung der Waschflüssigkeiten vorzunehmen. Die verbrauchten Waschflüssigkeiten der drei Stufen werden über Abläufe untereinander vermischt und dadurch neutralisiert und anschließend nach Angleichung des P„-Wertes auf die notwendigen P„ 6-9 einer Kläranlage zugeführt.

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Der abgesehen von den erwähnten Reagenzien wichtigste Faktor für eine erfolgreiche Absorption ist die intensive Vermischung von Gas und Absorptionsflüssigkeit, die sich aus der Verwendung von Kapillarwaschböden ergibt, die die Voraussetzung für eine möglichst große Reaktionsoberfläche schaffen," da sie Kapillarröhrchen aus Kunststoff mit einem freien Durchmesser oder Bohrungen zwischen 0,2 mm bis 2 mm aufweisen und das Gas zwingen, sich in allerfeinster Form zu verteilen und sich mit der auf dem Kapillarwaschboden stehenden Waschflüssigkeit intensiv zu vermischen. Da der die Kapillarwaschböden von unten beaufschlagende Gas- bzw. Dampfstrom den Durchtritt der Waschflüssigkeit durch die Kapillaren verhindert, ist auch kein Verstopfen der Kapillarröhrchen zu befürchten. In besonders gelagerten Fällen kann in der ersten Waschstufe der unterste Waschboden größere Kapillardurchmesser als die darüberliegenden VJaschböden aufweisen oder dieser Waschboden aus übereinanderliegenden, engmaschigen Kunststofflochplatten oder -sieben bestehen, der eventuell vorhandene Feststoffe oder Fettanteile in den Gasen oder Dämpfen festhält.

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Das Verfahren wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles naher erläutert.

Die Absorptionsanlage bzw. der Waschturm 1 weist hier drei Kapillarwaschböden 2 und 3 und darüber H auf und unterhalb dieser einen Doppelsiebboden 5. Im oberen verengten Ausgang des Turmes befindet sich der Tropfenabscheider 7 und darüber der Abluftstutzen 8. Unterhalb des Doppelsiebbodens 5 werden über den Stutzen 9 mittels des Ventilator?

10 die in Richtung des eingezeichneten Pfeiles angesaugten Abgase und/oder Dämpfe in den Waschturm 1 eingebracht. F')v jede einzelne Waschstufe ist unterhalb dieses Raumes je ein Waschflüssigkeitsvorratsbehälter 11, 12 bzw, 13 für denWaschmittelkreislauf angeordnet. Von dem Vorratsbehälter

11 führt eine Speiseleitung 14 zu den oberhalb des Doppelsiebbodens 5 abgeordneten Düsen 15, vom Vorratsbehälter eine Speiseleitung 16, die sich in die Zweige 16a und 16b aufteilt, zu den Düsen 17 und 18 oberhalb der Kapillarböden 2 und 3, die gemeinsam die zweite Waschstufe bilden. Vom Vorratsbehälter 13 führt eine Speiseleitung 19 zu den Düsen 20 oberhalb des Kapillarbodens 4, der die dritte und letzte Waschstufe bildet. Für jeden der Kreisläufe ist in den Speiseleitungen eine Pumpe 21, 22 bzw. 23 vorgesehen. Das die Höhe des eingestellten Flüssigkeitsspiegels über den Waschböden übersteigende Waschmittel wird über die Rücklaufleitungen 24, bzw. 25 und 26^win den Vorratsbehälter 13 bzw. 12 zurückgeleitet, während das den Doppelsiebboden 5 durchdringende Waschmittel unmittelbar in den Vorratsbehälter 11 zurückfließt. Die Zuführung des Chlors erfolgt über die Leitung 27 in Pfeilrichtung in den Stutzen 9.

Der erste Waschkreislauf aus dem Vorratsbehälter 11 wird in seiner Natronlaugekonzentration über den P^-Wert geregelt, der P_H-Meßgeber 28 regelt über den Verstärker 29

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und den Regler 30 die Zudosierung frischer Natronlauge aus einem Stapelbehälter über die Rohrleitung 32 und das Magnetventil 31, die über die Dosierleitung 33 in den Vorratsbehälter 11 geführt wird.

Die fürdas Verfahren notwendige, optimale Chlormenge wird über die Messung des Oxidationspotentials im zweiten Waschkreislauf geregelt. Im Vorratsbehälter 12 wird das Oxidationspotential vom Redox-^eber 34 gemessen und dadurch wird über den Verstärker 35 und den Regler 36 die Chlormenge über das Magnetventil 37 geregelt. Das Chlor wird über die Leitung 38 aus Chlorflaschen entnommen und über die Leitung 27 in den Stutzen 9 geführt.

Da ein Teil des alkalischen Waschwasser aus dem ersten Waschkreislauf für die Befeuchtung des Abgasstromes verbraucht werdenkann, ist im Vorratsbehälter 11 eine Niveauregelung vorgesehen. Ober die Niveausonde 39 wird bei Erreichen des minimalen Maschwasserniveaus über das Magnetventil Ul aus der Frischwasserleitung 40 über die Dosierleitung 42 Frischwasser zudosiert, bis das Magnetventil ti bei Erreichen des maximalen Waschwasserniveaus im Vorratsbehälter 11 wieder geschlossen wird. Außerdem ist am Vorratsbehälter 11 ein Oberlauf 4 3 vorgesehen, damit bei einem Ausfall der Niveauregelung auch von Hand gefüllt werden kann.

Wie aus der Darstellung erkennbar, tritt das ungereinigte Gas bei 9 in den Waschturm 1 ein, beaufschlagt den Doppelsiebboden 5 von unten her, wird dabei von eventuell vorhandenen Feststoffen und Fettbestandteilen befreit und unterliegt einem ersten Waschvorgang durch die aus den Düsen ausgetretene,auf dem Boden 5 aufstehende und durch die Sieblochungen des Bodens 5 hindurchfließende Natronlauge.

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Anschließend beaufschlagt das vorgereinigte Gas den Kapillarboden 2, steigt durch den auf diesem aufstehenden Spiegel frischer Natronlauge auf und wird innerhalb des folgenden Kapillarbodens 3 einer wiederholten Waschung auf die gleiche Weise unterzogen. Das jetzt im wesentlichen nur noch basische Anteile übelriechender Stoffe enthaltende Gas gelangt dann über den Abstreifer 6 unter den Kapillarwaschboden 4, auf dem die durch die Düsen 20 eingeführte Aminosulfosäure aufsteht, die diese Anteile·absorbiert. Das nunmehr gereinigte und geruchlose Gas wird, nachdem es durch den Tropfenabscheider 7 hindurchgeleitet wurde, durch den Stutzen 8 abgeblasen.

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zur Beseitigung von übelriechenden, insbesondere aus Zersetzungsprodukten organischer Stoffe gebildeten Bestandteilen von Abgasen und/oder Dämpfen,

dadurch gekennzeichnet, daß in einer mehrstufigen Absorptionsanlage mit etagenförmig übereinander angeordneten Kapillarwaschböden (2,3 4 und 5) und darauf stehenden Spiegeln regulierbar umlaufender Waschflüssigkeitsströme, bei der die von unten her zugeblasenen Abgase und/oder Dämpfe die Unterseite der Kapillarwaschböden beaufschlagen und diese und die Waschflüssigkeit durchdringen, in der ersten Waschstufe die Waschflüssigkeit aus ca. 2 bis 6%-ip;er Natronlauge oder Kalilauge besteht, und den Abgasen und/oder Dämpfen vor dem Eintritt in die erste Waschstufe Chlor entsprechend dem chloroxidierbaren Anteil der Gasbestandteile zugesetzt wird, daß in der zweiten Waschstufe die Waschflüssigkeit aus ca. 3 bis 8%iger Natronlauge oder Kalilauge besteht und daß die Waschflüssigkeit der dritten Waschstufe aus ca. 0,5 bis 8%iger Aminosulfosäure (NH«. SO₃H) besteht.

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2. Verfahren nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, daß die Chlorzugabe aufgrund der Mefiergebnisse einer in der zweiten Waschstufe angeordneten Redox-Messung auf den erforderlichen optimalen Wert eingeregelt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den ersten beiden alkalischen Waschstufen vorgereinigten Abgase und/oder Dämpfe vor dem Eintritt in die dritte Waschstufe einen Abstreifer passieren, der Verschleppungen vom zweiten in den dritten und ein Zurücklaufen vom dritten in den zweiten Waschkreislauf verhindert,
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verbrauchten Waschflüssigkeiten der drei Stufen durch Untereinandermischung neutralisiert und anschließend in bekannter Weise geklärt werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4,

dadurch ge kennzeich, net, daß die freien Kapillardurchmesser oder die Kapillarbohrungen im Waschboden der ersten Waschstufe größer bemessen sind als die Böden der folgenden Waschstufen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß derWaschboden der ersten Waschstufe aus übereinanderliegenden engmaschigen Sieben oder Lochplatten aus Kunststoff besteht.

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