DE2442748B2 - Verfahren zur Reinigung von SO 2 -haltigen Abgasen - Google Patents
Verfahren zur Reinigung von SO 2 -haltigen AbgasenInfo
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Description
Es gibt eine Reihe von Reinigungs- bzw. Verarbeitungsverfahren für SO2-haltige Abgase, beispielsweise
für Abgase in der Schwefelsäure-Produktion, von wenig verunreinigten Abgasen in Wärmekraftwerken,
der Abgase bei der Erzeugung von Elementarschwefel aus Schwefelwasserstoff und bei einigen anderen Produktionsverfahren.
In den meisten Fällen beruhen solche Verfahren auf der Sorption von SO2 mit einer
neutralisierenden Alkalilösung unter Bildung eines Zwischenproduktes, das einer weiteren Verarbeitung
bedarf.
So ist beispielsweise ein Ammoniakverfahren weitbekannt (s. N. G. Wilessow, A. A. Kostjukowskaja,
»Reinigung der Abgase«, Kiew, Technika, in Russisch), bei dem das SO2 in den Abgasen
der Schwefelsäure-Produktion der Umsetzung mit einer Ammoniaklösung unterzogen wird, wobei sich
Sulfit-Bisulfitlösungen bilden. Solche Lösungen werden einer Zersetzung durch Säurelösungen unterzogen
und danach zu Düngemittel verarbeitet. Das bei der Zersetzung von Sulfit-Bisulfitlösungen abscheis
dende Schwefeldioxid kehrt in den Produktionszyklus der Schwefelsäure zurück.
Der Hauptnachteil dieses Ammoniakverfahrens besteht im Vorhandensein zusätzlicher technologischer
Stadien der Zersetzung und Verarbeitung der
ίο aus dem Sorptionszyklus abgeleiteten Sulfit-Bisulfitlösungen.
Ein anderer Nachteil des Ammoniakverfahrens ist die Tatsache, daß die sich bei einer derartigen
Verarbeitung bildenden Produkte nicht immer Absatz finden.
is Es existieren auch Verfahren zur Verarbeitung von
Abgasen der Schwefelsäureherstellung, die auf einer katalytischen Oxydation von SO2, das in den erwähnten
Gasen enthalten ist, mit Sauerstoff beruhen, welcher auch im erwähnten Gas und in der wässerigen
Schwefelsäurelösuiig vorhanden ist.
So ist beispielsweise das saure Katalyse-Verfahren bekannt (s. S. P. Rosenknop, »Extraktion von
Schwefeldioxid aus Gasen«, Groschimisdat 1952, in Russisch), das in der Sorption von Schwefeldioxid mit
einer verdünnten wässerigen Schwefelsäurelösung in Anwesenheit von Pyrolysit als Katalysator (dessen
Konzentration genügend hoch ist) besteht.
Der Reinigungsgrad (Extraktionsgrad) von SO2
übersteigt bei diesem Verfahren 0,75 bis 0,85 nicht; dabei übertrifft sogar bei Anwendung von hochqualitativem
Pyrolysit die Konzentration der aus dem Sorptionszyklus abgeleiteten Schwefelsäure 25%
nicht. Die Anwendung so stark verdünnter Säure bei der großtechnischen Produktion von Schwefelsäure ist
nicht immer möglich und erfordert ihre zusätzliche Festigung durch Oleum.
Bekannt ist auch das Ozon-Katalyseverfahren von Abgasen der Schwefelsäureherstellung (s. A. G.
Amelin u.a., »Die Produktion von Mineraldüngemittel
und Schwefelsäure«, referative Information, Heft 1 bis 2 NIUIF Moskau, 1970, Verlag NIITE-ChIM),
das darin besteht, daß die SO2 und O2 enthaltenden
Abgase nach Abkühlung mit einer wässerigen Schwefelsäurelösung in Gegenwart von Katalysator in
Berührung gebracht werden. Als Katalysator verwendet man Mangansulfat. Das Verfahren erfolgt unter
Einwirkung von Ozon als Aktivator, wodurch in der Flüssigphase eine Oxydation des SO2 mit Sauerstoff
bis zur Schwefelsäure vor sich geht.
so Bei diesem Verfahren wird ein zyklisches Zweistufen-Verarbeitungsschema
angewandt.
Das Gas, welches bis 6 Vol.-% Sauerstoff, bis 0,2 Vol.-% SO2und etwa 0,005 Vol.-% Ozon enthält,
fließt hintereinander durch zwei Rieselwäscher mit Füllkörper, die durch eine wässerige Schwefelsäurelösung,
im Gegenstrom zum Gas zugeleitet, berieselt werden. Die Schwefelsäurelösung enthält vorher darin
aufgelösten Sauerstoff und einen Katalysator - Mangansulfat - in einer Menge von 0,03 Gew.-%, bezogen
An auf 1 Manganion. Während des Kontaktes des zu reinigenden
Gases und der Schwefelsäurelösung bildet sich eine SO2-haltige Schwefelsäurelösung. Die
Menge des aufgelösten Sauerstoffs ist aus der Berechnung seines Gehalts in dem zu reinigenden Ausgangs-
fi5 gas aufgegeben und beträgt etwa 20 Vol.-%. Es wird
bei 20 bis 30° C gearbeitet. Unter Einwirkung des Ozons bilden sich in der Schwefelsäurelösung freie
Radikale. Die erwähnten Radikale leiten in Gegen-
wart des Katalysators die Oxydation des gelösten SO2
durch Sauerstoff in der Kettenreaktion ein. Zur Berieselung tritt in den eisten Absorber eine wässerige
Schwefelsäurelösung mit einer Konzentration von 25 bis 40% ein. Die Menge der aus dem Soiptionszyklus
ausgeschiedenen Schwefelsäure ist äquivalent der Menge des in gleicher Zeit oxydierten SO2- Die Konzentration
der berieselnden Schwefelsäurelösung macht im zweiten Absorber 5 bis 15% aus. Der erzielte
Reinheitsgrad des Gases beträgt in diesem Verfahren 0,95. Die Selbstkosten der Reinigung von Abgasen
sind im Zusammenhang mit der Anwendung von Ozon ziemlich hoch. Bei fast völliger Oxydation
des SO2 zu Schwefelsäure übersteigt der Nutzungsgrad von Ozon nicht 60 bis 70%, wobei er mit einer Steigerung
der Konzentration der berieselnden Schwefelsäure im ersten Absorber von 30 bis 40% und mit
einer Steigerung der Temperatur von über 20° C abnimmt.
Die Hauptnachteile des bekannten Vei Jahrens sind
folglich: die Unmöglichkeit der Gewinnung von
Schwefelsäure mit Konzentrationen von über 40% bei genügend hohem Nutzungsgrad des Ozons, die Unmöglichkeit
der Durchführung des technologischen Prozesses bei einer Temperatur von über 30° C, der
hohe Energieverbrauch der Ozonisatoren und ihr komplizierter Betrieb.
In der DT-PS 217722 wird ein Verfahren zur Oxydation von Schwefeldioxid mit Sauerstoff in einem
Gasstrom unter Einwirkung von UV-Licht einer Quecksilberlampe bei einer Temperatur von über
300° C beschrieben. Angesichts der hohen Lichtintensität wird nur eine geringe Konversion der Gase
zu H2SO4 erreicht und der Hauptanteil an SO2 verläßt
unverändert die Apparatur. Sinkt die Lichtstärke, kommt es zu einer Verlangsamung der rein katalytischen
Wirkung und das Verfahren wird technisch unzweckmäßig.
In der GB-PS 265 857 wird ein Verfahren zur Einwirkung
von α-, β-, γ- bzw. UV-Strahlen auf ein SO2-haltiges
Gas zur H2SO4-HerstelIung nach dem Kammer-
bzw. Kontaktverfahren bei 900 bis 1200° C beschrieben. Die starke Erwärmung des Gases läßt
dieses Verfahren unwirtschaftlich erscheinen.
In der Gasphase erfolgt das Verfahren zur Oxydation von SO2, wie die Erfinder selbst angeben, nach
dem Nichtkettenmechanismus bei einer Erzielung sehr geringer Oxydationsausbeuten.
In der DE-CS 1567704 wird ein Verfahren zur
Entfernung von SO2 aus Abgasen unter Herstellung von H2SO4 an Adsorbentien durch heterogene Katalyse
beschrieben. Das Waschwasser bzw. die schwache H2SO4 enthalten zweiwertiges Mangan, das das Abfangen
des SO2 im Reaktor bei der Umsetzung des SO2 mit Sauerstoff und der Feuchtigkeit etwas steigert,
da das Ion des zweiwertigen Mangans bei der
Oxydation von SO2 kein Katalysator ist.
In »Die Naturwissenschaften«, 48 (1961), S. 569, wird eine strahlungskatalysierte Oxydation von H2SOi
in H2O-Lösung bei der Sättigungskonzentration, bezogen
auf das SO2, beschrieben. Die Autoren stellten
fest, daß in reinem Wasser die Oxydation nach dem Kettenmechanismus bei einer Ausbeute von 205 Molekülen
pro 100 eV verläuft. Bei der Steigerung der H2SO4-Konzentration auf 0,4 Mol/l (ca. 4 Gew.-%)
fällt die H2SO4-Ausbeute praktisch auf 0 und die Kettenreaktion
kommt zum Stillstand.
In allen diesen bekannte;» Verfahren wird somit ein Nichtkettenverfahren z,ur Oxydation von SO2 zu
H2SO4 nach einem vollkommen anderen Mechanismus
beschrieben, was in gleichem Maße auch für die weniger intensiven Prozesse der homogenen Oxydation
in der Gasphase und für das heterogene Verfahren an dem festen Sorbens gut. Erfindungsgemäß erfolgt
die Aktivierung des Mangans als Katalysator jedoch durch Radiolyseprodukte des Systems, d. h. es
kommt zu einer Überführung desselben in den Aktivlu
zustand (Zwischenzustand hinsichtlich der Valenz).
Obwohl in dem letzten beschriebenen Verfahren eine Flüssigphasenoxydation der H2SO4 stattfindet,
läßt die Zufuhr von Mangansulfat zum System als Kais talysator nicht von vornherein auf den Verfahrensverlauf in H2SO4-Lösungen schließen.
Auf dem Gebiet der Katalyse fehlen theoretische Untersuchungen, aufgrund deren sich das Ergebnis
bei der Übertragung von Durchführungsbedingungen zu von einem System auf das andere sicher vorhersagen
ließe, d. h. es müssen jedesmal neue Untersuchungen angestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet unter der Einwirkung ionisierender Strahlung in Gegenwart
eines Katalysators die Flüssigphasenoxydation von SO2 zu H2SO4 nach dem Kettenmechanismus mit hoher
Konversion von SO2 in ausreichend konzentrierten H2SO4-Lösungen.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, im 3d Verfahren zur Verarbeitung von SO2-haltigen Abgasen
einen Katalysator und die Art des Aktivators so zu wählen, daß bei einer höheren Konzentration der
bei der Verarbeitung gewonnenen Schwefelsäure ein hoher Extraktionsgrad von SO2 aus den Abgasen gesichert
wird.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens, das eine vorhergehende
Abkühlung der Abgase zu beseitigen gestattet.
Diese Aufgabe wird wie oben beschrieben gelöst.
Wie oben erwähnt, tritt ein Teil der gewonnenen Schwefelsäurelösung aus dem System aus, und der
verbliebene Tei! wird in den Kontaktprozeß mit den Abgasen zurückgeleitet. Bei ungenügender Katalysatormenge
im erwähnten zurückgebliebenen Teil der Schwefelsäurelösung kann empfohlen werden, diesen
Teil der Lösung vor dem erneuten Kontaktieren mit einer wässerigen Katalysatorlösung zu vermi-5(i
sehen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man die sowohl Sauerstoff als auch keinen Sauerstoff enthaltenden
Abgase verarbeiten. Dabei werden in einem einheitlichen technologischen Schema die chess
mische Absorption und die Radiationsoxydation vereinigt. Im Kontaktverfahren der Gas- und Flüssigphase
erfolgt eine Absorption des SO2 mit der wässerigen Lösung der Schwefelsäure. Gleichzeitig geht die
Oxydation des SO2 durch Vorhandensein aktiver Teilchen und freierer Radikale — Produkte der Radiolyse
von Wasser und Schwefelsäure - vor sich. Die genannten Produkte der Radiolyse bilden sich unter
Einfluß der ionisierenden Strahlung in der wässerigen Schwefelsäurelösung.
Bei Vorhandensein von Sauerstoff in den Abgasen cfolgt in der Gas- und Flüssigphase auch die Absorption
von Sauerstoff.
Die Produkte der Radiolyse von Wasser und
Schwefelsäure leiten in Anwesenheit eines Katalysators und des Sauerstoffs die Oxydation des SO2 in der
Kettenreaktion unter Bildung einer Schwefelsäurelösung, die den Katalysator enthält und frei von SO2
ist. Die Vollständigkeit der Oxydation des SO2 hängt von den Bedingungen ab: Konzentration des SO2 im
Abgas, Temperatur des Abgases, Konzentration der zu berieselnden Säure und Verhältnis zwischen SO2
und Sauerstoff.
Die Abgase einiger Produktionsprozesse, beispielsweise der Schwefelsäureherstellung, enthalten
Sauerstoff in einer Menge, die zur vollständigen Oxydation von SO2 nicht ausreicht. In solchen Fällen
ist es zweckmäßig, den fehlenden Sauerstoff durch Zuleitung von zusätzlichem Sauerstoff bzw. von Luft
nachzufüllen.
Wenn man das optimale Verhältnis zwischen SO2
und Sauerstoff für die gewählten Reaktionsparameter berücksichtigt, kann man die erforderliche Menge des
zusätzlich einzuleitenden Sauerstoffs bzw. der Luft errechnen. Die notwendige zusätzliche Sauerstoff- bzw.
Luftmenge kann beispielsweise vor dem Kontaktieren des Abgases mit der wässerigen Schwefelsäurelösung
eingeführt werden, indem man zuvor das Abgas mit Sauerstoff bzw. Luft vermischt. Der Sauerstoffmangel
kann auch während des Kontaktierens von Abgasen und der wässerigen Schwefelsäurelösung wettgemacht
werden durch gleichzeitige Zuleitung von Sauerstoff bzw. Luft in den Kontaktprozeß oder unter Einwirkung
ionisierender Strahlung auf die SO2-haltige
Schwefelsäurelösung bei gleichzeitiger Zuleitung von Sauerstoff bzw. Luft in die erwähnte Lösung. Die notwendige
Sauerstoff- bzw. Luftmenge kann bei verschiedenen Verbindungen obenbeschriebener Varianten
nachgefüllt werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man die anfallende Schwefelsäure mit einer Konzentration
bis zu 50% bei geringer Leistung (ca. 2 bis 70 rad/sek) der Strahlungsquelle mit Gewährleistung der sanitären
Reinigung der Gase (Reinigungsgrad >0,95) gewinnen. Die radiationschemische Ausbeute der
Oxydation von SO2 zu Schwefelsäure G (-SO2) beträgt
bis 4000 Moleküle pro 100 Elektronenvolt der absorbierten Strahlungsenergie.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens schließt die Notwendigkeit einer zweistufigen
Berieselung der Gase mit Schwefelsäurelösung aus. Es gestattet, im Temperaturenbereich von 20 bis
70° C zu fahren, d. h., daß es keine obligatorische vorhergehende Abkühlung der Gase, die zur Verarbeitung
bei einer Temperatur bis zu 70° C eintreten, erfordert und Gase mit einem Gehalt von SO2 bis
0,4 Vol.-% zu reinigen gestattet. All das vereinfacht
bedeutend die Technologie der Verarbeitung.
Das erfindungsgemäße Verfahren der Reinigung von Abgasen der Schwefelsäureherstellung unter Anwendung
von ionisierender Strahlung ist wirtschaftlich vorteilhafter als die gegenwärtig angewandten Verfahren.
Das erfindungsgemäße Verfahren muß wie folgt durchgeführt werden: Es wird durch eine Zeichnung
veranschaulicht, in der das Prinzipschema der technologischen Anlage dargestellt ist.
Dabei wird das SO2 enthaltende Gas durch die
Rohrleitung 1 dem unteren Teil des Aufsatzabsorbers 2 zugeleitet. In den oberen Tefl des Absorbers 2
tritt zur Berieselung durch die Düse über die Rohrleitung 3 die zuvor bestrahlte wässerige katalysatorhaltige
Schwefelsäurelösung ein. Die Schwefelsäurelösung mit aufgelöstem SO2 und O2 fließt aus derr
Absorber 2 in den Säurebehälter 4 ab und tritt danr durch die Rohrleitung 5 in den radiationschemischer
Apparat 6 ein. Dort wird die erwähnte Lösung dei Einwirkung einer ionisierenden Strahlung unterzogen.
Die Strahlenrichtung ist durch Pfeil A angedeutet. Als Ergebnis der Einwirkung der ionsierenden
Strahlung in Gegenwart von O2 erfolgt die Oxydation des SO2 zu Schwefelsäure. Als ionisierende Strahlungsquelle
können Röntgenstrahlen, y-Strahlen radioaktiver Isotope, beispielsweise Co60, Cs1" und die
Bremsstrahlung des Beschleunigers geladener Teilchen verwendet werden. Aus dem radiationschemisehen
Apparat 6 wird die bestrahlte Schwefelsäurelösung, die aktive Teilchen und freie Radikale enthält
mit Hilfe der Pumpe 7 über die Rohrleitung 8 in der Druckbehälter 9 übergepumpt. In den gleicher
Druckbehälter 9 gelangt über die Rohrleitung 10 die wässerige Katalysatorlösung, die im Behälter 11 vorbereitet
wurde. Die Vorbereitung der erwähnten Katalysatorlösung erfolgt im Behälter 11 durch Vermischung
von Wasser, das über die Rohrleitung 12 einfließt, und des Mangansalzes, dessen Einleitung dei
Pfeil B bezeichnet. Die gewonnene Schwefelsäurelösung mit Katalysator fließt aus dem Behälter 9 durcl
die Rohrleitung 3 zur Berieselung in den Absorber 2 Ein Teil der mit Pumpe 7 umgepumpten und bestrahlten
Schwefelsäurelösung wird über die Rohrleitunf 13 aus dem System als Fertigprodukt abgeleitet, wöbe
die Menge der in einer Zeiteinheit abgeleiteter Schwefelsäure, in Form ihrer wässerigen Lösung
äquivalent der Menge des gleichzeitig oxydierten SO ist. Der Aufwand an Schwefelsäure und Katalysatoi
wird durch Zugabe in den Druckbehälter 9 der erforderlichen Wassermenge über die Rohrleitung 14, unc
einer Katalysatorlösung, die aus dem Behälter 11 zu geleitet wird, wettgemacht. Das gereinigte Gas wire
aus dem oberen Teil des Absorbers 2 über die Rohr leitung 15 in den Flüssigkeitsabscheider 16 abgeleite
und weiter in die Atmosphäre in Richtung des Pfeils C hinausgeführt. Die am Flüssigkeitsabscheider 16 abgeschiedene
Schwefelsäure fließt über die Rohrleitunj 17 in den Säurebehälter 4.
Im Falle eines Sauerstoffmangels im System win der Sauerstoff durch Zuführung von Luft bzw. Sauer
stoff über die Rohrleitung 18 im unteren Teil des Ab sorbers 2 nachgefüllt.
Der Sauerstoffmangel im System kann jedoch wii oben erwähnt, auch durch eine vorangehende Vermi
schung der Abgase mit Sauerstoff bzw. Luft vor den Eintritt derselben in den Absorber bzw. durch Zufüh
rung von Sauerstoff oder Luft in den radiationschemi
sehen Apparat wettgemacht werden. Das Sauerstoff defizit kann auch durch eine Verbindung de:
erwähnten Varianten nachgefüllt werden.
Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfin
dung sind nachstehend konkrete Beispiele ange führt.
DasO,13 Vol.-%SO2und8 Vol.-%O2enthaltend«
Gas fließt bei 70° C in den Absorber, der mit zuvo bestrahlter, 40%iger wässeriger Schwefelsäurelösuni
berieselt wird, die Mangansulfat als Katalysator in ei
ner Menge von 0,03 Gew.-%, bezogen auf 1 Man ganion, enthält. Die absorbierte Dosisleistung betrag
bei der Bestrahlung der Lösung mit Röntgenstrahlei
1.1 rad/sek. Der SO2-Gehalt macht in dem aus dem
Absorber abfließenden Gas 0,0013 Vol.-% aus. Der
Reinheitsgrad ist a = 0,995, die radiationschemische Ausbeute der Oxydation von SOi G (-SO2) beträgt
2200 Mol/10OeV.
Das 0,13 Vol.-% SO2 und 7,5 Vol.-% O2 enthaltende
Gas fließt bei 50° C in den Absorber, der zuvor mit Röntgenstrahlen bestrahlter 50%iger wässeriger
Schwefelsäurelösung berieselt wird, die als Katalysator Mangansulfat in einer Menge von 0,03 Gew.-%,
bezogen auf 1 Manganion, und Eisensulfat (durch Korrosion der Ausrüstungen) in einer Menge von
0,0034 Gew.-%, bezogen auf 1 Eisenion, enthält. Die absorbierte Dosisleistung beträgt 2,5 rad/sek. Der
SO2-Gehalt im austretenden Gas macht 0,0012 VoI.-% aus. Der Reinheitsgrad ist ό = 0,96,
die radiationschemische Ausbeute von Oxydationsprodukten G (-SO2) = 1000 Mol/100 eV.
Das 0,17Vol.-% SO,, 7,5 Vol.-% O2 und
1 · ΙΟ"" Vol.-% Phenol enthaltende Gas fließt bei
70° Cin den Absorber, der zuvor mit y-Strahlen Co*"
bestrahlter 40%iger wässeriger Schwefelsäurelösung berieselt wurde, die als Katalysator Mangansulfat in
einer Menge von 0,03 Gew.-%, bezogen auf 1 Manganion, enthält. Die absorbierte Dosisleistung -
1.2 rad/sek, der Gehalt an SOi im abfließenden
Gas = 0,0016 Vol.-%, Reinheitsgrad α = 0,92, radiationschemische
Ausbeute an Oxydationsprodukten G (-SO2) =2700/100 eV.
Das 1,4 Vol.-% SO2 und 8 Vol.-% O2 enthaltende
Gas mit einer Temperatur von 600° C wird in der Rohrleitung vor dem Absorber mit Luft, die eine
Temperatur von 20° C aufweist, bei einem Volumenverhältnis Gas:Luft= 1:9 vermischt. Das Gemisch
fließt bei etwa 60° C in den Absorber, der zuvor mit y-Strahlen Co6" bestrahlter 40%iger wässeriger
Schwefelsäurelösung bestrahlt wurde, die Mangannitrat als Katalysator in einer Menge von 0,0003 Gew.-%,
bezogen auf 1 Manganion, enthält. Die absorbierte Dosisleistung -1,2 rad/sek. Das aus dem Absorber
austretende Gas enthält 0,0014 Vol.-% SO2. Der
Reinheitsgrad α = 0,955. Die radiationschemische Ausbeute - G (-SO2) = 2400 Mol/100 eV.
Das 0,8 Vol.-% SO2 und 6 Vol.-% O2 enthaltende
Gas mit einer Temperatur von 90° C fließt in den Absorber. Dazu kommt auch Luft bei 20° C in einer
Menge von 3 Vol. Luft pro 1 Vol. Gas. Die Temperatur des Gasgemisches liegt etwa bei 25° C. Der Absorber
wird mit der von y-Strahlen bestrahlten 50%igen, wässerigen Schwefelsäurelösung berieselt,
die Manganchlorid als Katalysator in einer Menge von 0,003 Gew.-%, bezogen auf 1 Manganion, enthält.
Die absorbierte Dosisleistung - 2,5 rad/sek. Der SO2-Gehalt im Gas beträgt am Austritt des Absorber
0,0018 Vol.-%. Der Reinheitsgrad α = 0,92, die radiationschemische
Ausbeute G (-SOi) = 1500MoI/
100 eV.
Beispiel 6
Das 0,8 VoI.-% SO2 und 5 Vol.-% O2 enthaltende Gas von 70° C fließt in den Absorber, der von einer mit y-Strahlen bestrahlten, 40%igen wässerigen Schwefelsäurelösung berieselt wird, die Manganphosphat als Katalysator in einer Menge von 0,003 Gew.-%, bezogen auf 1 Manganion, enthält.
Das 0,8 VoI.-% SO2 und 5 Vol.-% O2 enthaltende Gas von 70° C fließt in den Absorber, der von einer mit y-Strahlen bestrahlten, 40%igen wässerigen Schwefelsäurelösung berieselt wird, die Manganphosphat als Katalysator in einer Menge von 0,003 Gew.-%, bezogen auf 1 Manganion, enthält.
Gleichzeitig wird dem unteren Teil des Absorbers bei 20° C Luft in einer Menge von 1 Vol. Luft pro
1 Vol. Gas zugeführt. Dem radiationschemischen Apparat wird ebenfalls Luft zugeleitet, indem man von
Hi einer Menge 2 Vol. Luft pro 1 Vol. des zu reinigenden
Gases ausgeht. Die absorbierte Dosisleistung 1,2 rad/sek. Der SO2-Gehalt im austretenden Gas beträgt
0,0038 Vol.-%. Der Reinheitsgrad a = 0,94. Die radiationschemische Ausbeute - G (-SOO =
is 6450 Mol/100 eV.
Das 0,39 Vol.-% SO2 und 10 Vol.-% O2 enthaltende
Gas von 70° C wird vor dem Absorber mit 20° C warmer Luft in einem Volumenverhältnis von
1:1 vermengt und fließt danach in den Absorber. Zur Berieselung wird die zuvor mit y-Strahlen bestrahlte
50%ige, wässerige Schwefelsäurelösung zugeleitet, die Manganperchlorat als Katalysator in einer Menge
von 0,03 Gew.-%, bezogen auf 1 Manganion, enthält. Dem radiationschemischen Apparat wird Sauerstoff
in einer Menge von V5 Volumen vom Volumen des zu reinigenden Gases zugeführt. Der SO2-Gehalt im
gereinigten Gas beträgt 0,0019 Vol.-%. Der Reini-
3(i gungsgrad α = 0,97. Die absorbierte Dosisleistung
macht 10 rad/sek aus. Die radiationschemische Ausbeute
G (-SO2) = 400 Mol/10OeV.
Das 0,3 Vol.-% SO2 und 8 Vol.-% O2 enthaltende
Gas fließt bei 70° C in den Absorber, der mit einer zuvor mit y-Strahlen bestrahlten 40 %igen, wässerigen
Schwefelsäurelösung berieselt wurde, die Manganphosphat als Katalysator in einer Menge von
0,0003 Gew.-%, bezogen auf 1 Manganion, enthielt. Dem radiationschemischen Apparat wird Sauerstoff
in einer Menge von V5 Volumen vom Volumen des zu reinigenden Gases zugeführt. Die absorbierte Dosisleistung
beträgt 2,5 rad/sek, der SO2-Gehalt beträgt
beim Austritt aus dem Absorber 0,0029 Vol.-9L der Reinheitsgrad ο = 0.98. Die radiationschemische
Ausbeute - G (-SO:) = 5000 Mol/100 eV.
so Das 0,2 Vol.-%SO2und20 Vol.-% O2 enthaltende
Gas fließt bei 20° C in den Absorber, der mit einer zuvor mit Röntgenstrahlen bestrahlten 40%igen.
wässerigen Schwefelsäurelösung berieselt wurde, die Mangansulfat als Katalysator in einer Menge von
0,0003 Gew.-%, bezogen auf 1 Manganion, enthält. Die absorbierte Dosisleistung beträgt 1,1 rad/sek, der
SOi-Gehalt macht beim Austritt aus dem Absorber 0 aus, der Reinheitsgrad α= 1,0, die radiationschemische
Ausbeute an Oxydationsprodukten beträgt G
Wi (-SO2) 3400MoVlOOeV.
Das 0,230 Vol.-% SOi und 20 VoI.-% O-. enthaltende
Gas fließt bei 20° C in den Absorber.
fts Vor der Zuleitung zur Berieselung wird die zuvor mit y-Strahlcn Co"" 4()%ige, wässerige Schwefclsäurelösung. die Mangannitrat als Katalysator in einer Menge von 0.00028 Gcw.-rf. bezogen auf 1 Man-
fts Vor der Zuleitung zur Berieselung wird die zuvor mit y-Strahlcn Co"" 4()%ige, wässerige Schwefclsäurelösung. die Mangannitrat als Katalysator in einer Menge von 0.00028 Gcw.-rf. bezogen auf 1 Man-
ganion, enthält, mit einer 10%igen wässerigen Mangannitratlösung
vermischt, wobei man eine 4()%ige wässerige Schwefelsäurelösung gewinnt, die 0,03
Gcw.-% Katalysator, bezogen auf 1 Manganion, enthält. Die absorbierte Dosisleistung beträgt
10
1,2 rad/sek. Der SCK-Gehalt in dem aus dem Absorber
ausfließenden Gas beträgt 0,0026 VoL-%. Der Reinheitsgrad «= 0,995. Die radiationschemische
Ausbeute der Oxydation von SO2 macht G (-SO2) = 3900 Mol/100 eV aus.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur Reinigung von SO2-haltigen
Abgasen durch ihren Kontakt mit einer wässerigen Schwefelsäurelösung in Gegenwart von Sauerstoff
bzw. Luft und eines anorganischen Mangansalzes als Katalysator, unter Gewinnung einer SO2-haltigen
Schwefelsäurelösung und einschließlich Kontaktierung mit einem Aktivator unter Erhalt einer
SO2-freien Schwefelsäurelösung, unter darauffolgender
Ableitung eines Teils der Schwefelsäure aus dem System in einer Menge, die der des oxydierten
SO2 äquivalent ist, und Zuführung der restlichen Schwefelsäurelösung in den Kontaktprozeß
mit Abgasen, dadurch gekennzeichnet, daß man als anorganische Mangansalze das Mangansuifat, -perchlorate -chlorid, -nitrat bzw.
-phosphat in einer Menge von 0,0003 bis 0,03 Gew.-%, bezogen auf 1 Manganion, verwendet
und daß man die nach dem Kontaktieren gewonnene wässerige SO2-haltige Schwefelsäureiösung
der Einwirkung eines Aktivators — der ionisierenden Strahlung - unter Bildung einer SO2-freien
Schwefelsäurelösung unterzieht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die restliche Schwefelsäurelösung
vordem Kontaktieren mit der wässerigen Katalysatorlösung vermischt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abgase vor dem
Kontaktieren mit Sauerstoff bzw. Luft vermischt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abgase mit der wässerigen
Schwefelsäurelösung gleichzeitig mit der Zuführung von Sauerstoff bzw. Luft in den Kontaktprozeß
einführt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die ionisierende
Strahlung auf die SO2-haltige Schwefelsäurelösung
bei gleichzeitiger Zuleitung von Sauerstoff bzw. Luft in die erwähnte Lösung einwirken
läßt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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