DE2227532A1

DE2227532A1 - Verfahren und Kontaktmasse für Gasentquecksilberung

Info

Publication number: DE2227532A1
Application number: DE19722227532
Authority: DE
Inventors: Lajos; Urmosi loan; Todereanu Nita; Chiroiu Nicolae; Rimnicu Vilcea Raduly (Rumänien). P
Original assignee: GRUPUL IND DE CHIMIE
Current assignee: GRUPUL IND DE CHIMIE
Priority date: 1971-06-07
Filing date: 1972-06-06
Publication date: 1972-12-14
Also published as: US3803803A; IT956324B; FR2140539B3; FR2140539A1; DD96638A1; GB1375099A; RO55368A2

Description

PATENTANWÄLTE

DR. ERNST STURM

DR. HORST REINHARD

DIPL.-ING. KARL-JÜRGEN KREUTZ

8000 Münchea 40, Leopoldstraße 20/TV Telefon: (0811) 39 6451

Draht: Isarpatent

Bank: Deutsche Bank AG München 21/14171

Postscheck: München 97 56

Datum 6. Juni 1972

Anm.: GRUPUL INDUSTRIAL DE CHIMIIE
Rlmnicu Vilcea - Rumänien

Titel: Verfahren und Kontaktmasse für Gasentquecksilberung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ausscheidungsverfahren des Quecksilbers aus verschiedenen Gasen wie: der über die Elektrolyse mit Quecksilberkathode erzielte Wasserstoff,

die mit Quecksilber verunreinigte Luft aus Industrieräumen» oder aus anderen Gasen, die Quecksilberdämpfe enthalten.

In Anbetracht dessen, daß die mit Quecksilberdämpfen verunreinigte Luft für die Gesundheit des Menschen gefährlich ist, gibt es bereits Ausscheidungsverfahren des Quecksilbers aus verschiedenen Gasen, wobei das im elektrolytisehen Wasserstoff enthaltene Quecksilber ein Gift für zahlreiche

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Hydrierungskathalysatoren bildet. Diese Verfahren bestehen aus Gasdurchperlen über Lösungen, die Natriumhypochlorit oder Natriumsulfid enthalten.

Die erwähnten Verfahren haben den Nachteil, daß sie keine Anwendbarkeit für die Qu^ecksilberausscheidung aus der verunreinigten Luft und aus dem elektrolytischen Wasserstoff, der in den katalytischen Verfahren verwendet wird, haben, weil sich dieser mit Chlorspuren bzw. Schwefelwasserstoff, die noch schädlicher sind, verunreinigt.

Man kennt noch die Gasreinigung, die aus der Führung der Gase durch eine mit Silbernitrat durchtränkte Aktivkohlenschicht besteht. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es ein teures Material verwendet, das zurückgewonnen werden muß und lange Zeit beansprucht.

Die vorliegende Erfindung beseitigt alle bis jetzt erwähnten Nachteile, weil sie den Gaskontakt mit einer Kontaktmasse herstellen, die aus porösen Materialien, wie Silitkagel, Aktivkohle, porösen AluminoSilikaten, Metalloxyden mit einer wässrigen dreiwertigen Eisensalzlösung wie* Eisen (III)Chlorid,,

Eisen(III)sulfat, Eisen(lll)nitrat, ferriamoniakaler Alaun, !

Eisen- und Kaliumalaun, saures Eisenaulfat, Eisen(IIl)- ■ perchlorat, Eisen(III)azetat oder ein anderes JSiaensala III besteht. Der Kontakt wird bei Temperaturen zwischen Q-100⁰C und zu jedem Druck durchgeführt. i

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Dem·Verfahren gemäß Erfindung liegt folgende chemische Reaktion:

•ζ ι 2+ 2+

?e ^{+ H}S \ ^^{e + Hg}

zugrunde

Die Quecksilberdampf e werden in Salze umgewandelt, die sich in der Tränkungslösung lösen»

Das benutzte poröse Material hat eine Trägerrolle für die Salzlösung. Es können verwendet werden: Aktivkohle, Silikagel, poröse AluminoSilikate oder poröse metallische Oxyde (AlgO,, MgO, ZnO u.s.w.).

Die Tränkun£:slÖsungen können jede Konzentration bis zur Sättigung haben.

Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand von 7 Beispielen bezüglich der Verfahrensdurchführung und der Kontaktmasse für die Gasentquecksilberung noch näher erläutert.

Beispiel 1

Es wird eine Kontaktmasse durch Tränkung der Aktivkohle.mit einer wässrigen Eisen(III)Chloridlösung hergestellt.

Die benutzte Aktivkohle kann von jeder Herkunft, in Form von Körnern, Spritzkörnern oder Tabletten, mit Abmessungen zwischen o,5 - 5 mm sein.

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ι - 4 -

Die Anwendung kleinerer oder grösserer Abmessungen, wie die | genannten Bereiche, ist nicht gerechtfertigt. j

Vorzuziehen ist die Anwendung einer Aktivkohle mit einem grossen Porenvolumen, mit einer Korngrösse von 2-3 mm.

Der Eisenchloridgehalt in der Aktivkohle kann zwischen breiten Bereichen umfasst sein; ein höherer Gehalt gewährleistet eine längere Anwendungsdauer. Die Tränklösung kann mit Salzsäure gesäuert werden.

Bs wird nach folgendem Rezept verfahren:

Aktivkohle 1oo Gewichts-Teile,

Eisenchlorid (loo%) 5-25 Teile, Salzsäure (d= 1,18) 0-5 Teile, Wasser 15o - 2oo Teile.

Nach Tränkung fliesst der lasserÜberschuss von der Kohle ab. Die IContaktmasse kann als solche verwendet werden oder kann oberflächlich, max. 4 Stunden bei 6o°C, getrocknet werden.

Die derartig getränkte Kontaktmasse kann in einer festen Schicht gelagert werden, durch die die Gase, die gereinigt werden, zu führen sind. · ·

Das Gas soll einen relativen Feuchtigkeitsgrad zwischen. 4o - 8o$ aufweisen.

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Die Betriebstemperatur kann zwischen 0-100 G, vorzugsweise 2o - 4o°C betragen; unter O⁰C kann man infolge Einfrierens der Lösung nicht arbeiten.

Die Temperaturen über loo°C sind wegen der Wasserverdampfung aus den Körnern nicht anwendbar.

Je nach der Kontaktdauer werden die in nachfolgender Tabelle Nr. 1 eingetragenen Ergebnisse erzielt.

Tabelle Nr. 1

Lfd. Vorkonzentration Temperatur Kontaktzeit Endkonzentration Nr. mg Hg/m⁵ o°G sek mg Hg/m'

·, 1. 2o

' 2. 2o

^; 3. 2o

4. 2o

j 5. 2o

! 6. 2o

! ! 7. 2o

ί ■

■ '8. 4o

^; 9. 4o

t Ί Beispiel 2

^: . ] durch

■ ! Es wird eine Kontaktmasse/ailikageltränkung mit einer

j j wässrigen Eisen(III)Chloridlösung hergestellt.

25	3	1,2
25	7,5	o,l
25	15	O
25 ■	3o	O
35	3	1,o
35	7,5	o,o8
35	15	O
25	7,5	o,2 -
25	15	O

Das benutzte Silikagel ist kornförmig, mit Grossen zwischen

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2-4 mm. Es kann jedes industrielle Silikagel verwendet werden; es ist aber ein Silikagel mit grösseren Oberflächen und Porenvolumen vorzuziehen.

Es wurde nach folgendem Rezept vorgegangen:

Silikagel 100 Teile Gew.,

Eisenchlorid 5-15 Teile,

Salzsäure ο - 2 Teile,

Wasser 100 Teile.

Nach Durchtränkung und Abfliessen des Lösungsüberschusses kann die Kontaktmasse als solche verwendet werden, oder max. 4 Stunden bei 60 C getrocknet v/erden.

Die Kontaktmasse wird in eine feste Schicht gelegt, durch die die zu reinigenden Gase geführt werden. Das Gas kann eine relative Feuchtigkeit von 10 - 60$ haben.

Die Betriebstemperatur soll zwischen 0 und 100 0 betragen. In Abhängigkeit von der Kontaktzeit werden die in nachfolgenj der Tabelle Nr. 2 eingetragenen Ergebnisse erzielt. Tabelle Mr. 2

^! Lfd. Vorkonzentration Temperatur Kontaktzeit Endkonzentration ^Nr·' mg Hg/m³

1.	2o
2.	2o
3.	2o
4.	2o
5.	2o

⁰C	sek	•7. mg Hg/m
25	7,5	2,5
25	15	o,25
4o	7,5	l,o
4o	15	o,1
4o	3o	O

-* ■ j

Lfd. Vorkonzentration Temperatur Kontaktzeit Endkonzentration

Nr.	•z mg Hg/m	3	⁰G	sek	•2 mg Hg/nT
6.	2o	6o	7,5	o,3
7.	2o	6o	15	o,o4
8.	2o	6o	3o	O
Beispiel

Es wird eine Kontaktmasse durch Aktivkohlentränkung mit einer wässrigen Eisen(III)perchloratlösung hergestellt.

Die benutzte Aktivkohle entspricht der im Beispiel 1 genannten.

Es wird nach folgendem Rezept gearbeitet:

Aktivkohle loo Teile Gew.,

Eisenperchlorat 5-25 Teile, \7asser 15o - 2oo Teile.

Es wird wie im Beispiel 1 verfahren.

Die in nachfolgender Tabelle Nr. 3 eingetragenen Ergebnisse wurden erzielt.

Tabelle Nr. 3

Lfd. Vorkonzentration Temperatur Kontaktzeit Endkonzentration mg Hg/m ⁰C sek mg Hg/m⁵

2 .34 ... 5

■' 42

o,öl

o,6 o,o5

1.	3o	2o	3
2.	3o	2o	7,5
3.	3o	2o	15
4.	3o	2o	3o
5.	3o	3o	3
6.	3o	3o	7,5
7.	3o	3o	15
		209851/1	1 10

Lfd. Vorkonzentration Temperatur Kontaktzeit Bndkonzentration ^iNr# mg Hg/m C sek mg Hg/m⁵

8. 3o 3o 3o " -

9. 3o 4o 3 o,3

10. 3o 4o 7,5

11. 3ö 4o 15 -

Beispiel 4

Es wird eine Kontaktmasse durch Tränken des Silikagels mit einer wässrigen Bisen(III)perchloratlösung hergestellt.

Das Industriesilikagel wird wie in Beispiel 2 verwendet.

Das Herstellungsrezept ist folgendes:

Silikagel 100 Teile,

Perchlorat 5-25 Teile,

Wasser 100 Teile.

Es wird wie im Beispiel 2 verfahren.

Die erzielten Ergebnisse sind in nachfolgender Tabelle Nr.

enthalten.

Tabelle	Nr. 4	2o	3o	Kontaktzeit sek	Endkonzentration mg Hg/m⁵
	2o	3o	7,5	1,5
Lfd. Vorkonzentration Temperatur ^Nr· mg Hg/m^{3 0}C	2o	3o	15	o,l
1.	2o	56	3o	O
2.	2o	5o	7,5	o,6
3.	2o	5o	15	o,o4 .
4.		3o
5.
6.

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Beispiel 5

Es wird eine Kontaktmasse durch Tränken der Aktivkohle mit einer wässrigen Bisen(III)nitratlösung hergestellt. Das Herstellungsrezept ist folgendesi

Aktivkohle 1oo Teile,

Eisennitrat 5 - 2o Teile,

Wasser 15o Teile.

Es wird wie im Beispiel 1 verfahren.

Die erzielten Ergebnisse sind in nachfolgender Tabelle Nr.

enthalten.

Tabelle Mr.5

Lfd. Vorkonzentration Temperatur Kontaktzeit Endkonzentration ^Nr# mg Hg/m³

1.	2o	6
¹ 2.	2o
3.	2o
4.	2o
i ! Beispiel

⁰C	sek	mg Hg/m
25	3	o,6
25	7,5	o,o2
25	15	O
25	3o	O

Es wird eine Kontaktmasse durch Tränken der Aktivkohle mit einer wässrigen Ferriamoniakalaunlösung und Schwefelsäure

hergestellt.

Das Herstellungsrezept ist folgendes:

Aktivkohle 100 Teile, Gew.,

Perriamoniakalaun 5 - 2o Teile, Schwefelsäure 2-5 Teile,

} ! Wasser 15o Teile.

2Q9851M11Ü

i - 10 - ■

Nach der Tränkung kann die Kontaktmasse mit oder ohne vorherige i Trocknung in4 Stunden bei 80⁰G verwendet werden.

Die zur Reinigung geführten Gase können eine relative Feuchtig- ι keit von Io - 5o$ enthalten.

Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle Nr. 6 enthalten. ι Die Gase können eine Temperatur zwischen O und 100°G aufweisen.

^! Tabelle Nr. 6

Lfd. Vorkonzentration Temperatur ^Nr· mg Hg/m^{3 0}C	2o	7	25	Kontaktzeit sek	Endkonzentration mg Hg/m
1.	3o	25	3	o,8
2.	3o	25	7,5	o,o3
3.	3o	4o	15	O
4.	3o	4o	3	o,2
5.		7,5	O
Beispiel

Es wird eine Kontaktmasse durch Tränken der Aktivkohle mit einer wässrigen Eisen(lll)sulfatlösung und Schwefelsäure hergestellt.

Die benutzte Aktivkohle ist dieselbe wie im Beispiel 1.

Das Herstellungsrezept ist folgendes:

Aktivkohle 100 Teile,

Eisensulfat 5 - 2o Teile,

Schwefelsäure 2-5 Teile,

Wasser 150 Teile.

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Nach der Tränkung kann die Kontaktmasse mit oder ohne vorherige Trocknung während 4 Stunden "bei 80⁰C verwendet werden.. Die zur Reinigung geführten Gase können eine relative Feuchtigkeit von 10 - 50$ aufweisen.
Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle Nr. 7 enthalten.

Tabelle	Nr.	7	mg	Hg/m³ '	⁰O	Kontaktzeit	Endkonzentration
		2 ο	25	sek	mg Hg/m
Lfd. Vorkonzentration Temperatur		2 ο	25-	3	o,9o
Nr.		2o	25 -	.7,5	, o,o3
1.		15
2.
3.

Das Kontaktmasseverfahren gemäß der Erfindung hat folgende Vorteile:

- Es leistet eine vollständige Quwecksilberausscheidung aus den Gasen;

es benötigijeine einfache Anlage;

- es benötigt keinen Energie- und Hilfsmittelverbrauch; das Verfahren ist sicher und leicht zu führen;

- die Kontaktmasse ist billig und leicht aufbereitbar;

die Kontaktmasse hat eine lange Lebensdauer, wonach sie erneut wird.

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Claims

- 12 Patentansprüche

Anspruch 1) Gasentquecksilberungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß es aus dem Kontakt der Gase mit einer porösen Eontaktmasse, bei einer Temperatur zwischen 0° und 100⁰C, vorzugsweise 20 - 50 C, und bei einem Druck, der höher als der atmosphärische Druck liegt, besteht.

Anspruch 2) Kontaktmasse für die Gasentquecksilberung gemäß

dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem porösen Material besteht, wie zum BeispieltSilikagel, Aktivkohle, Tonerde, poröse Silikate oder poröse Metalloxyde, durchtränkt mit einer dreiwertigen Eisensalzlösung, wie Eisen(III)chlorid, Eisen(III)sulfat, ⁱⁿerriammoniumalaun, Eisen(IIl)nitrat, Eisen(III)perchlorat, oder ein anderes Salz des dreiwertigen Eisens.

! In Betracht gezogene Referenzen:

US-Patentschrift No. 3 374 608 '

' " " No. 3 193 987

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