DE2422799A1

DE2422799A1 - Verfahren zum entfernen einer oder mehrer fluorhaltiger verbindungen bzw. zusammensetzungen aus einer gasfoermigen mischung

Info

Publication number: DE2422799A1
Application number: DE2422799A
Authority: DE
Inventors: Sadao Kondo; Youji Tsukamoto
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1973-05-10
Filing date: 1974-05-10
Publication date: 1974-11-28
Also published as: JPS501966A; DE2422799B2; FR2228523B1; US3907522A; IT1014121B; FR2228523A1; GB1469158A; JPS5243467B2; DE2422799C3

Description

Patentanwälte Liedl, Dr. Fontani, Nöth, Zeitler

8000, München 22, Steinsdorfstraße 21-22, Telefon 089/29 84 62

B 6716

MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY, INC. 5-2, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo /Japan

Verfahren zum Entfernen einer oder mehrerer fluorhaltiger Verbindungen bzw. Zusammensetzungen aus einer gasförmigen Mischung

Die Erfiridung betrifft ein Verfahren zum Entfernen einer oder mehrerer fluorhaltiger Verbindungen bzw. Zusammensetzungen, insbesondere eines Borfluorids, aus einem Abgas, das die betreffende fluorhaltige Verbindung oder deren mehrere enthält, wie beispielsweise Fluorwasserstoff oder Borfluoride.

409848/0876

Die Luftverschmutzung durch Abgase, die Fluor und/oder fluorhaltige Verbindungen enthalten, verursacht ein soziales Problem, da Fluor und die fluorhaltigen Verbindungen für Menschen, Tiere und Pflanzen schädlich sind. Es wurden daher vielfältige Untersuchungen durchgeführt, um solch eine Luftverschmutzung verhindern ζμ können. Von Fluor und fluorhaltigen Verbindungen wird Fluorwasserstoff in weitem Umfang von einer Vielzahl von Industrien verwendet oder als Nebenprodukt erzeugt, wie beispielsweise von der anorganischen und organischen · chemischen Industrie, der Metallschmelzindustrie und der Töpfereiindustrie; weiterhin wird Bortrifluorid auf immer mehr Anwendungsgebieten verwendet, wie beispielsweise bei der Polymerherstellungsindustrie und der petrochemischen Industrie. Wie schon erläutert, sind fluorhaltige"Verbindungen für Menschen, Tiere und Pflanzen schädlich, weswegen solche Verfahren, bei denen diese Verbindungen zur Anwendung gelangen, und solche Verfahren, die fluorhaltige Verbindungen als Nebenprodukte erzeugen, in einem geschlossenen Kreislaufsystem durchgeführt werden sollten, um ein unkontrolliertes Austreten bzw. Leckage der fluorhaltigen Verbindungen aus diesen Verfahren zu verhindern. Um dieses Ziel zu erreichen, ist bereits eine Vielzahl von Versuchen unternommen worden.

Da Fluorwasserstoff und Borfluorid sehr gut wasserlöslich sind, ist es ganz allgemein bekannt, ein Abgas, das Fluorwasserstoff enthält, mit Wasser zu waschen, um hierdurch den im Abgas enthaltenen Fluorwasserstoff zu entfernen. So ist es beispielsweise aus INDUSTRY AND ENGINEERING CHEMISTRY Vol. 46, No. 9, Seiten 1769 - 1777 (1954) bekannt, daß sich die Entfernung von Fluorwasserstoff aus einem Abgas, das Fluorwasserstoff enthält, mit einem hohen Wirkungsgrad dadurch

erreichen läßt, daß als absorbierendes Bett ein in einem feuchten Zustand befindlicher Filter aus Saran-Faser verwendet wird. Dieses Ver-

409848/0876

fahren wird jedoch nicht als wirksam angesehen, um Fluorwasserstoff ' aus einer Mischung von Fluorwasserstoff und einer großen Menge eines inerten Verdünnungsgases zu entfernen.

Wie schon erwähnt, besitzt Borfluorid genau wie Fluorwasserstoff eine hohe Wasserlöslichkeit. Es wird daher angenommen, daß Borfluorid leicht vom Wasser absorbiert wird, wenn ein Abgas, das Borfluorid enthält^ mit Wasser gewaschen wird.

Völlig im Gegensatz zu dieser Annahme hat sich jedoch gezeigt, daß Borfluorid nicht in wirksamer Weise von Wasser absorbiert wird. Das heißt, es hat sich gezeigt, daß selbst wenn ein mit einem Inertgas, wie beispielsweise Luft, verdünntes Borfluorid mit Wasser im Wege des Gas-Flüssigkeits-Kontaktverf ahrens in einem Gaswäscher, wie beispielsweise einer Füllkörpersäule, einer Säule mit einer Vielzahl von Lochplatten, einem Wirbelschichtbett und dgl., gewaschen wird, dennoch der Wirkungsgrad hinsichtlich der Absorption von Borfluorid sehr niedrig ist. Dieser Umstand wird bestätigt durch den Versuch, wonach sich als E rgebnis zeigt, daß der Absorptionswirkungsgrad bei einem Gaswäscher in Verbindung mit einem Wirbelschichtbett, bei dem eine wässrige KaI-ciumhydroxidlösung zur Anwendung gelangt, für Fluorwasserstoff zu mehr als 95 % gemessen wurde, wogegen er für Borfluorid lediglich etwa 30 ^ betrug.

Auf der Basis dieser Unterschiede im jeweiligen Wirkungsgrad wurden erfindungsgemäß die folgenden vier Tatsachen festgestellt:

a) Borfluorid besitzt eine Affinität zu Wasser, so daß leicht Borfluoridhydrat gebildet wird.

409848/0876

b) Es ist schwierig, das derart gebildete Borfluoridhydrat mittels eines Absorptionsmediums aufzufangen.

c) Wenn das Hydrat das Absorptionsmedium berührt, wird ein Flüssigkeitsnebel bzw. Nebeltröpfchen gebildet, und

d) der Nebel weist die Neigung auf, zusammen mit dem Abgas aus dem Absorptionsbereich zu strömen, ohne daß er durch die Behandlungslösung absorbiert wird.

Dies hat insgesamt zur Folge, daß der Absorptions wirkungsgrad für Borfluorid schlecht wird.

Auf der Basis der oben genannten vier Tatsachen wurde erfindungsgemäß eine Vielzahl von Versuchen durchgeführt, um den Absorptionswirkungsgrad für Borfluorid zu steigern. Hierbei hat sich gezeigt, daß ein Verfahren zur wirksamen Absorption von Borfluorid geschaffen werden konnte, worauf auch die Erfindung basiert.

Der Erfindung liegt daher u.a. die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren zur wirksamen Entfernung einer beträchtlichen Menge einer oder mehrerer fluorhaltiger Verbindungen, insbesondere von Borfluorid, aus dem solche fluorhaltigen Verbindungen enthaltenden Abgas zu schaffen, wobei das Borfluorid absorbiert werden soll, ohne daß ein aus Borfluoridhydrat gebildeter Nebel zusammen mit dem Gas wegströmt.

Die Merkmale des zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, ein Gas, das eine oder mehrere fluor haltige Verbindungen bzw. Zusammensetzungen enthält, durch einen

409848/0876

Gaswäscher vom Typ einer Gas-Flüssigkeits-Kontaktvorrichtung, wie beispielsweise einer Füllkörpersäule, einer Säule mit einer Vielzahl von Lochplatten, einem Wirbelschichtbett oder dgl., zuleiten, um den Gas-Flüssigkeitskontakt durchzuführen und hierdurch einen Teil der fluorhaltigen Verbindung bzw. Verbindungen aus dem Gas zu entfernen. Das derart behandelte Gas wird sodann durch eine Nebelauffangeinrichtung geleitet, die ein in einem film- oder folienartigen Zustand befindliches poröses Fütermedium mit Poren in einer mittleren Größe von nicht mehr als 60 μ sowie wenigstens eine oberhalb der Filtermediumoberfläche angeordnete Düse aufweist und kontinuierlich oder intermittierend Wasser oder eine wässrige alkalische Lösung in der Richtung der Strömung des Gases auf die Oberfläche des Filtermediums sprüht, so daß hierdurch eine beträchtliche Menge der fluorhaltigen Verbindung aus dem Gas entfernt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden sowohl Borfluorid, das ansonsten durch Wasser nicht wirksam absorbiert werden kann, als auch Fluorwasserstoff, der durch eine große Menge eines Jhertgases verdünnt ist, äußerst wirksam fixiert oder aufgefangen. Es werden daher erfindungsgemäß Fluorwasserstoff und/oder Borfluorid weilgehend aus einem diese Bestandteile enthaltenden Abgas beseitigt.

Erfindungsgemäß wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um die Arten des Rohmaterials, die Formen und die mittlere Größe der Filterporen für den am meisten geeigneten Filter des erfindungsgemäßen Filtermediums zu bestimmen, mittels dem ein fluorhaltige Verbindungen enthaltender Nebel, insbesondere ein Borfluoridhydratnebel, der durch Durchleiten eines Abfallgases durch einen oben erläuterten Gaswäscher erzeugt worden ist, aufgefangen wird.

Das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete

409848/0876

Filtermedium ist ein poröses Folienmaterial oder ein in einem film- oder folienähnlichen Zustand befindliches poröses Material mit Poren in einer mittleren Größe von nicht mehr als 60 μ; bevorzugt gelangt eine mittlere Porengröße von etwa 20 - 60 μ zur Anwendung, wobei der Größenbereich von etwa 20 - 40 μ am vorteilhaftesten ist. Es ist weiterhin von Vorteil, das poröse Filtermedium dadurch herzustellen, daß ein Pulver, welches das Rohmaterial für das Filtermedium aufweist, druckgesintert wird. Die Größe der Poren des porösen Filtermediums kann dadurch eingestellt werden, daß die Teilchengröße des zu sinternden Pulvers, der Druck beim Druckformen und die Sinterbedingungen gesteuert werden.

Da der zu behandelnde Nebel Borfluorid und/oder Fluorwasserstoff ist, sollte das Rohmaterial für den Filter korrosionsfest sein. Geeignete Materialien sind unter anderem Fluor enthaltende Harze, wie beispielsweise Polytetrafluoräthylenharz; Polyolefinharze, wie beispielsweise Polyäthylen oder Polypropylen; und Polyvinylidenchloridharz. Hierbei wird als Material Polyäthylen vorgezogen. Wenn ein Abgas, das keinerlei Fluorwasserstoff enthält, behandelt wird, kann ebenfalls Glas als Material für den Filter verwendet werden.

Es empfiehlt sich nicht, anstelle des bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anwendung gelangenden porösen Filtermediums für den Filter solche Materialien wie Gewebe, Faservlies oder Filz, die Korrosionsfestigkeit aufweisen, zu verwenden, und zwar aus folgenden Gründen:

Der durch den Filter aufzufangende Borfluoridhydratnebel ist eine zähe Flüssigkeit; außerdem stellt das Versprühen von Wasser oder einer alkalischen wässrigen Lösung eine wesentliche Forderung dar.

409848/0876

Wenn daher ein den Nebel enthaltendes Gas dadurch behandelt wird, daß es durch den in Form des oben genannten Gewebes oder Filzes vorliegenden Filter hindurchgeleitet wird, setzen der Nebel und das Wasser oder die wässrige Lösung einige der im Filter vorhandenen Gasdurchlaßporen zu, was zur Folge hat, daß der Durchlaßwiderstand des Filters in Bezug auf das Gas vergrößert wird. Gleichzeitig bewirkt die Steigerung des Filterdurchlaßwiderstandes gegenüber Gas, daß sich die im Filter verbleibenden nichtverstopften Poren ausdehnen und daß das Gas lediglich durch diese Poren strömt, wodurch ein Örtlicher Gasstrom erzeugt wird. Es wird daher bei der Verwendung eines Filters in Form eines Gewebes oder Filzes nicht nur ein Druckverlust erzeugt, und zwar aufgrund der Verringerung der Anzahl der wirksamen Poren, sondern es wird auch wegen der Ausdehnung der Gasdurchlaßporen der Nebelauffangwirkungsgrad verkleinert.

Demgegenüber weist das bei der Erfindung zur Anwendung gelangende poröse Filtermedium nicht die oben erwähnten Nachteile auf. Es kann daher mit dem erfindungsgemäßen Filtermedium wirksam ein Nebel, der Borfluorid und/oder Fluorwasserstoff enthält, aufgefangen werden.

Aus den Ergebnissen der durchgeführten Versuche hat sich gezeigt, daß der oben erwähnte Größenbereich hinsichtlich der mittleren Größe der Poren des Filtermediums einen kritischen Wert darstellt. Das heißt, dieser Größenbereich wurde auf der Basis des Druckverlustes und des Nebelauffangwirkungsgrades bestimmt.

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung sollte die Oberfläche des zum Auffangen des Nebels verwendeten porösen Filtermediums kontinuierlich oder intermittierend mit Wasser gewaschen werden, wenn das Gas durch den Filter hindurchgeleitet wird. Dieses Waschen

409848/0876

ist besonders wirksam, um den Nebel, der Borfluorid enthält, aufzufangen, da durch das Waschen ein Zusetzen der Poren, das von der Zähigkeit des Borfluoridhydrats herrührt, verhindert wird. Die zur Anwendung gelangende Wassermenge hängt ab vom Anteil der im Abgas enthaltenen fluorhaltigen Verbindungen, der Menge des durchgeleiteten Abgases, der mittleren Größe der Poren und der Verteilung der Wassertröpfchen an der Oberfläche des Filters. Selbstverständlich wird die untere Grenze der zur Anwendung gelangenden Wassermenge dadurch bestimmt, daß der in den Poren zurückgehaltene oder absorbierte Nebel noch in ausreichender Weise entfernt wird. Die obere Grenze der zur Anwendung gelangenden Waschwassermenge hängt demgegenüber von wirtschaftlichen Gesichtspunkten ab.

Im speziellen beträgt die Menge des zur Anwendung gelangenden Waschwassers mehr als etwa 0,1 Mol, vorzugsweise 1-5 Mol, pro 1 Mol des Borfluoridhydrats, das in dem behandelten Abgas enthalten ist.

Obwohl das Abgas je nach den Umständen zusammen mit dem Flüssigkeitsnebel eine geringe Menge von Feststoffen enthalten kann, können solche Feststoffe doch leicht aus den Poren entfernt werden, indem

anstatt Wasser andere Behandlungslösungen verwendet werden, wodurch ein Zusetzen des Filters durch die Feststoffe verhindert werden kann. Aufgrund der Kenntnis solcher Fakten wird angenommen, daß das erfindungsgemäße Versprühen von Wasser oder einer wässrigen alkalischen Lösung auf den Filter eher als Verfahrensschritt zum Waschen und daher Beseitigen des an der Oberfläche des Filters absorbierten Nebels ale dazu dient, durch direkten Kontakt mit dem Gas das Abgas zu reinigen.

Das Wasser oder eine wässrige alkalische Lösung sollte in etwa der

409848/0876

Richtung der Strömung des Gases auf die Oberfläche des Filtermediums versprüht werden.

Zu diesem Zweck läßt man sowohl das Gas als auch das Wasser oder die alkalische Lösung vom oberen Teil der Nebelauffangeinrichtung zu deren unterem Teil strömen. Das bedeutet, daß der Gasstrom nicht im Gegenstrom zum Flüssigkeitsstrom verläuft.

Um zur Erzielung einer auf wirtschaftlicher Basis durchführbaren Produktion das Wasser gleichförmig über die Filteroberfläche verteilen zu können, ist es von Vorteil, das Wasser oder die Lösung aus wenigstens einer Düse bzw. aus mehreren Düsen im Zustand eines Nebels auf die Filteroberfläche zu sprühen.

Bei der praktischen Anwendung der Erfindung kann das bei der Nebelauffangeinrichtung zur Anwendung gelangende Absorptionsmedium Wasser oder eine wässrige alkalische Lösung sein, wie beispielsweise eine wässrige Lösung aus einem Hydroxid oder Karbonat eines Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls.

Beim Betrieb der erfindungsgemäß verwendeten Nebelauffangeinrichtung ist deren Innentemperatur nicht von wesentlicher Bedeutung bzw. stellt keinen kritischen Wert dar. Ln allgemeinen ist es erwünscht, daß die Innentemperatur der Nebelauffangeinrichtung niedrig ist, und zwar aus Gründen, die darin liegen, daß eine fluorhaltige Verbindung, insbesondere Borfluoridhydrat, die in dem aus dem Gaswäscher herausgeleiteten Gas enthalten ist, leichter zu einem vom Filtermedium aufzufangenden Nebel ausgebildet wird und daß weiterhin eine ausgewaschene Lösung, die fluorhaltige Verbindungen bzw. Bestandteile enthält, bei höheren Temperaturen die Nebelauffangeinrichtung korro-

409848/0876

diert. Es kann jedoch der Betrieb der Nebelauffangeinrichtung auch bei gehobener Temperatur durchgeführt werden, indem dann eine Nebe lauf fangeinrichtung zur Anwendung gelangt, die eine große Korrosionsbeständigkeit besitzt oder bei einem größeren tiberdruck gefahren wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt schematisch das Flußdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind eine Leitung 1 zum Einleiten des zu behandelnden Abgases, eine Leitung 2 zum Einleiten von Wasser oder einer wässrigen alkalischen Lösung, ein Gaswäscher 3, eine Leitung 4 zum Herausziehen des derart behandelten Gases aus dem Gaswäscher 3 und zum Einleiten des Gases in eine Nebelauffangeinrichtung 5, ein poröses Filtermedium 6, eine Düse 7 zum Versprühen von Wasser oder einer wässrigen alkalischen Lösung, eine Leitung 8 zum Einleiten des Wassers oder der Lösung zur Nebelauffangeinrichtung 5, eine Leitung 9 zum Herausziehen des behandelten Gases und eine Leitung 10 vorgesehen, mittels der die Waschlösung bzw. Waschflüssigkeit aus der Nebelauffangeinrichtung 5 herausgeleitet wird.

Aus dem im Gaswäscher 3 enthaltenen Gas wird mittels eines Gasflüssigkeitskontaktes ein Teil bzw. Anteil der im Abgas enthaltenen fluorhaltigen Verbindungen beseitigt. Das derart behandelte Gas wird sodann vom Gaswäscher 3 über die Leitung 4 zur Nebelauffangeinrichtung geleitet. In dieser wird eine große Menge der im Abgas enthaltenen fluorhaltigen Verbindungen, insbesondere Borfluoridhydrat, aus dem Gas entfernt, indem das Gas durch das Filtermedium 6 hindurchgelei-

tet wird. Hierbei wird der die fluorhaltigen Verbindungen enthaltende

409848/0876

Nebel, der in den Poren des Filters 6 absorbiert wird, mit Wasser oder der alkalischen Lösung ausgewaschen.

Bei der Nebe lauf fangeinrichtung 5 wird das Filtermedium 6 dadurch hergestellt, daß ein poröser Filterbogen zu einem Zylinder geformt wird. Durchmesser und Länge dieses Zylinders sowie die Anzahl der Zylinder werden derart gewählt, daß die gewünschte F ilte robe rf lache erzielt wird. Weiterhin kann die Länge des Zylinders auch durch die zu erreichende Sprühwirkung der Flüssigkeit bestimmt sein. Der Durchmesser des Zylinders kann durch die Dicke und Stärke des FiI-terbogens bestimmt sein. Die Gesamtanzahl der Zylinder kann auf der Basis des Verteilungszustandes des zu behandelnden Gases sowie der Leistungsfähigkeit der zum Versprühen der Flüssigkeit vorgesehenen Düse 7 bestimmt werden. Der oder die Zylinder sind derart angeordnet, daß sie vertikal in der Nebelauffangeinrichtung 5 vorgesehen sind. Die Nebelauffangeinrichtung 5 kann derart ausgebildet sein, daß das zu behandelnde Gas von der Außenfläche des Zylinders zum Zylinderüinern durch den Filter 6 hindurchgeleitet wird, wobei das im Nebelzustand befindliche Wasser oder die wässrige alkalische Lösung in etwa der gleichen Richtung, d.h. in der Richtung der Gasströmung, auf die Oberfläche des Filters 6 gesprüht werden. Das Waschwasser oder die alkalische Lösung werden am Boden der Nebelauffangeinrichtung 5, und zwar außerhalb der vertikal angeordneten Zylinder, aufgefangen bzw. gelagert. Das Filtermedium 6 kann die Form einer quadratischen Säule oder einer Platte aufweisen; jedoch wird eine zylindrische Form bevorzugt.

Es ist von Vorteil, wenn das Gas in die Nebelauffangeinrichtung 5 durch oberhalb des Filtermediums 6 angeordnete Gaseinlässe hindurch eingeleitet wird, wobei gleichzeitig das Wasser oder die wässrige alkalische

409848/0876

Lösung aus wenigstens einer oberhalb des Filtermediums 6 angeordneten Düse 7 kontinuierlich oder intermittierend auf die Oberfläche des Filtermediums 6 versprüht wird.

Wenn sich einige Poren des Filtermediums 6 zusetzen und der sich hieraus ergebende Druckverlust bemerkbar wird, kann das Gas nicht mehr weiter durch das Filtermedium 6 hindurchströmen. Um dieses Problem zu lösen, wird beispielsweise mittels einer Reduktion der Innenkapazität der geschlossenen Nebelauffangeinrichtung 5 deren Innendruck gesteigert, indem das Niveau des am Boden der Nebelauffangeinrichtung 5 gelagerten Wassers oder der Lösung angehoben wird. Auf diese Weise wird es trotz des oben erwähnten Druckverlustes ermöglicht, das Gas durch das Filtermedium 6 strömen zu lassen. Im allgemeinen wird der Innendruck der geschlossenen Nebe lauf fange in-

2 richtung 5 als Überdruck von weniger als 20 kp/cm gewählt.

Statt dessen kann der Druckverlust auch dadurch kompensiert werden, daß der Gasauslaß des zylindrischen Filters auf einem reduzierten, d.h. verringerten Druck gehalten wird, indem das Gas aus dem Gasauslaß der Nebelauf fangeinrichtung 5 abgesaugt wird. In diesem Fall kann der Innendruck der Nebe lauf fangeinrichtung 5 während der Zeit, in der das Gas aus der Nebelauffangeinrichtung 5 abgesaugt wird, auf einem verringerten Druck von mehr als 200 mmHg-Säule gehalten werden.

Wie schon erläutert, eignet sich die Erfindung außerordentlich gut zur Behandlung eines Abgases, das fluorhaltige Verbindungen, insbesondere Borfluorid, enthält und die mittels eines konventionellen Gaswäschers vom Typ einer Gasflüssigkeitskontaktvor richtung nicht entfernt werden können, da sich ein Borfluoridhydratnebel ausbildet. Die Er-

409848/0876

findung eignet sich außerdem außerordentlich gut zur Entfernung von Fluorwasserstoff aus einem Abgas, das eine Mischung aus Fluorwasserstoff und ein großes Volumen an Inertgas enthält. Selbstverständlich eignet sich die Erfindung auch zur Behandlung eines Abgases, das sowohl Borfluorid als auch Fluorwasserstoff enthält.

Bei der Anwendung der Erfindung kann daher in großem Ausmaß eine Luftverschmutzung verhindert werden. Es ist deswegen die Bedeutung der Erfindung für die Industrie außerordentlich groß.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Bei diesen wird der Fluoranteil auf der Basis der Literaturstelle "Analytical method for determination of fluorine compounds in exhaust gas" (analytisches Verfahren zur Bestimmung fluorhaltiger Verbindungen im Abgas) gemäß JIS (Japanese Industrial Standard) K 010. 5 gemessen.

Ausführungsbeispiel 1

Gemäß dem Flußdiagramm der Zeichnung wurde dem Gaswäscher 3, der eine Füllkörpersäule aufwies, über die Leitung 1 ein mit Gas verdünntes Bortrifluoridgas zugeleitet, während dem Gaswäscher 3 über die Leitung 2 eine wässrige alkalische Lösung zugeführt wurde. Durch das Gegenstromprinzip wurde das Gas im Gaswäscher 3 mit der Lösung in-Kontakt gebracht. Das derart behandelte Gas wurde über die Leitung 4 aus dem Gaswäscher 3 herausgeleitet und der Nebelauffangeinrichtung 5 zugeführt. In dieser war ein aus Polyäthylen gefertigtes poröses Filtermedium 6 in zylindrischer Form angeordnet. Der Filter besaß Poren mit einer mittleren Größe von etwa 20 - 30 μ . Die Waschlösung wurde von der an der inneren Oberseite der Nebe lauf fangeinrichtung 5 befestigten Düse 7 aus versprüht.

(irrt ρ

409848/0876

Der Wirkungsgrad hinsichtlich des Waschens des Bortrifluorid enthaltenden Gases wurde dadurch bestimmt, daß diejenigen Fluoranteile gemessen wurden, die in dem aus der Leitung 9 herausgeleiteten gereinigten Abgas enthalten waren. Das Ergebnis ist aus der folgenden Tabelle 1 ersichtlich, wobei die im Gas enthaltenen Fluoranteile in der Einheit mg F /Nm berechnet wurden:

Tabelle 1

Menge des durch den Filter gelei teten Gases [Nm³AJ	Lineare Gas geschwindig keit, basie rend auf der Flächenein heit d. Filter oberfläche fm/min 1	Konzentra tion d. im Gas am Ein laß d. Einr. 5 enthaltenen Fluoranteiles [rngF'/Nm³ ]	Konzentra tion d. im Gas am Aus laß d.Einr. 5 enthaltenen Fluoranteiles 3 mgF /Nm	Absorptions- wirkungs grad Cjt, ' I
1,2 !	1,0	483	3,07	99,36 j
1,8 ί	1,5	490	2,90	99,40
2,8 ί	2,0	483	3,81	99, 21
1,2 j	1,0	32,9	0,68	97,93
1,8 i	1,5	33,1	1,12	9«, 62
2,4	2,0	32,5	0,89	97,26

Ausführungsbeispiel 2

Das beim Ausführungsbeispiel durchgeführte Verfahren wurde mit einem Abgas wiederholt, das dieselbe Mol-Menge sowohl von Bortri fluorid als auch Fluorwasserstoff zusammen mit Verdünnungsluft enthielt, wobei jedoch die Behandlung in der Nebe lauffange inrichtung 5 bei einem verringerten Druck durchgeführt wurde, indem ein nichtdargestelltes, an die Leitung 9 angeschlossenes Gebläse zur Anwen-

409848/0876

dung gelangte, und wobei die mittlere Größe der Poren etwa 40 50/ü betrug. Die Ergebnisse sind aus Tabelle 2 ersichtlich:

Tabelle 2

Menge des	Lineare· Gas	Konzentra	1 »f Konzentrat Absorptions-
durch den	geschwindig	tion d. im	tion d. im wirkungs- !
Filter gelei	keit, basie	Gas am Ein	Gas am Aus- grad :
teten Gases	rend auf der	laß d. Einr.5	laß d.Einr.5 ^j
	Flächenein	enthaltenen	enthaltenen
	heit d. Filter	Fluor ante iles	Fluoranteiles '
(Nm³A]	oberfläche ^ m/min. ]	/mg F"/Nm³]	/mg F~Nm³ , . ^: % \ ;
1,8	1,5	144	0,42 99,71 " ■
3,0	2,5	144	0, 64 99, 56
3,7	3,08	144	0,69 j 99,52 I i

Ausführungsbeispiel 3

Es wurde die gleiche Vorrichtung wie bei Ausführungsbeispiel 1 ver-

wendet, jedoch in solch einer Größe, daß die Behandlung von 750 Nm /h

■" - 3

Gas, dai 250 mg F /Nm der kombinierten Menge aus Borfluorid und Fluorwasserstoff als Gesamtfluoranteil enthielt, durchgeführt werden konnte.

Zum Fixieren bzw. Auffangen eines Teils der fluorhaltigen Verbindung wurde als gasabsorbierendes Medium eine wässrige alkalische Lösung verwendet. In der Nebe lauf fangeinrichtung 5 wurden wenigstens zwei poröse, aus Polyäthylen gefertigte und in zylindrischer Form vorliegende Filtermedien, die Poren mit einer mittleren Größe von etwa

409848/0876

♦

30 - 40/U aufwiesen, angeordnet, so daß die Filterfläche 8 m betrug. Die verwendete Lösung wurde auf den Filter mit einer Geschwindigkeit von 0, 5 m /h gesprüht. Der Gesamtfluoranteil, der in dem aus der Nebelauffahgeinrichtung 5 herausgeleiteten Gas enthal-

3 ten war, betrug sodann 0,7 mg F /Nm .

409848/0876

Claims

Patentansprü ehe

1. Verfahren zum Entfernen einer oder mehrerer fluorhaltiger Verbindungen bzw. Zusammensetzungen aus einer gasförmigen Mischung, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Mischung in einen Gaswäscher vom Typ einer Gasflüssigkeitskontaktvorrichtung eingeleitet und dort ein Teil der fluorhaltigen Verbindung aus dem Gas entfernt wird, daß das derart behandelte Gas sodann in eine Nebelauffangeinrichtung eingeleitet wird, die ein in einem film- oder folienartigen Zustand befindliches poröses Filtermedium mit Poren in einer mittleren Größe von maximal 60/u sowie wenigstens eine oberhalb der Filtermediumoberfläche angeordnete Düse aufweist, und daß kontinuierlich oder intermittierend Wasser oder eine wässrige alkalische Lösung etwa in der Strömlings richtung des Gases auf die Oberfläche des Filtermediums gesprüht und hierdurch eine bestimmte Menge der fluorhaltigen Verbindung aus dem Gas entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein poröses Filtermedium mit Poren in einer mittleren Größe von etwa 20 - 60 αχ verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein poröses Filtermedium mit Poren in einer mittleren Größe von etwa 20 - 40 Ax verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als wässrige alkalische Lösung eine wässrige Lösung aus einem Hydroxid oder Karbonat eines Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls verwendet wird.

409848/0876

- JTO

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Filter im porösen Filtermedium ein poröses folienartiges, durch Drucksintern von Pulver hergestelltes Material verwendet wird, wobei das Pulver Rohmaterial aus der Gruppe fluorhaltige Harze, Polyolefinharze, Polyvinylidenchloridharz und Glas umfaßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Rohmaterial für den Filter Polyäthylen verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im porösen Filtermedium ein zylindrischer Filter verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Gaswäscher entfernte Gas in die Nebelauffangeinrichtung durch wenigstens einen oberhalb des Filtermediums angeordneten Gaseinlaß eingeleitet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebelauf fangeinrichtung derart gefahren bzw. betätigt wird, daß ihr Innendruck ein Überdruck von weniger als

20 kp/cm² ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebelauffangeinrichtung derart gefahren bzw. betätigt wird, daß ihr Innendruck während der Zeit, in der das Gas aus der Auffangeinrichtung abgesaugt wird, auf einem verringerten Druck von mehr als 200 mmHg-Säule gehalten wird.

409848/0876

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des auf die Oberfläche, des Filtermediums zu sprühenden Wassers oder der wässrigen alkalischen Lösung mehr als 0,1 Mol pro 1 Mol des Fluoridhydrats beträgt, das in dem aus-dem Gaswäscher entnommenen Gas enthalten ist.

409848/0876

Leerseite