DE2442748C3

DE2442748C3 - Verfahren zur Verarbeitung von SO↓2↓-haltigen Abgasen

Info

Publication number: DE2442748C3
Application number: DE2442748A
Authority: DE
Inventors: Vsevolod Michajlovi&ccaron; Bjakov; Jevgenij Petrovi&ccaron; Kaljasin; Vladimir Ilji&ccaron; Lasarev; Jevgenij Petrovi&ccaron; Minsk Petrjajev; Viktor Aleksandrovi&ccaron; Pinajev
Original assignee: GOSUDARSTVENNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT PO PROMYSLENNOI I SANITARNOI OTSISTKE GASOV; INSTITUT JADERNOJ ENERGETIKI MINSK SU; Moskovskij Gosudarstvennyj Universitet Imeni Mv Lomonosova Moskva Su
Current assignee: GOSUDARSTVENNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT PO PROMYSLENNOI I SANITARNOI OTSISTKE GASOV; INSTITUT JADERNOJ ENERGETIKI MINSK SU; Moskovskij Gosudarstvennyj Universitet Imeni Mv Lomonosova Moskva Su
Priority date: 1974-09-06
Filing date: 1974-09-06
Publication date: 1981-08-06
Also published as: DE2442748B2; DE2442748A1; JPS51121499A

Description

Es gibt eine Reihe von Reinigungs- bzw. Verarbeitungsverfahren fürSO₂-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-Bisulfitiösungen abscheidende Schwefeldioxid kehrt in den Produktionszyklus der Schwefelsäure zurück.

Der Hauptnachteil dieses Ammoniakverfahrens besteht im Vorhandensein zusätzlicher technologischer Stadien der Zersetzung und Verarbeitung der

in 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.

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 Schwefelsäurelösung 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 (Extraklionsgrad) von SO₃ übersteigt bei diesem Verfahren 0,75 bis 0,85 nicht;

.κι 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 Schwefelsäurcherstellung (s. A. G. Amelin u.a., »Die Produktion von Mineraldünge-

<io mittel 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 Schwcfclsäurelösung 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- Verarbcitungsschema angewandt.

Das Gas, welches bis (S 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. DieSchwefelsäurelösungcnthält vorhcrdarin aufgelösten Sauerstoff und einen Katalysator - Mangansulfat - in einer Menge von 0,03 Gew.-%, bezogen

fto auf 1 Manganion. Während des Kontaktes des zu reinigenden Gases und der Schwcfelsäurelösung 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 Gcgen-

wart des Katalysators die Oxydation des gelösten SO₂ durch Sauerstoff in der Kettenreaktion ein. Zur Berieselung tritt in den ersten Absorber eine wässerige Schwefelsäurelösung mit einer Konzentration von 25 bis 40% ein. Die Menge der aus dem Sorpiionszyklus 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 Verfahrens 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.

Tn der DH-PS IM 122 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 HiSO₄ erreicht und der Hauptanteil an SO_: 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 «-, ß-, y- bzw. UV-Strahlen auf ein SO_:- haltiges Gas zur H₂SO₄-HersteIIung 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-OS 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 SO_: mit Sauerstoff und der Feuchtigkeit etwas steigert, da das Ion des zweiwertigen Mangans bei d'.-r Oxydation von SO₂ kein Katalysator ist.

In »Die Naturwissenschaften«, 48 (1961), S. 569. wird eine strahlungskatalysierte Oxydation von H₂SO₁ in H₂O-Lösung bei der Sättigungskonzenti ation, 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 bekannten Verfahren wird somit ein Nichtkettenverfahren zur 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 gilt. Erfindungsgemäß erfolgt die Aktivierung des Mangans als Katalysator jedoch durch Radiolyseprodukte des Systems, d. h. es kommt zu einer Überführung desselben in den Aktiv-Ki 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 2(i von einem Sy. tem 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 SO_: in ausreichend konzentrierten H₂SO₄-Lüsungen.

Der Erfindung liegi 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 gesichcrt wird.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens, das eine vorhergehende Abkühlung der Abgase zu beseitigen gestattet.

-κι Diese Aufgabe wird wie oben beschrieben gelöst.

Wie oben erwähnt, tritt ein Teil der gewonnenen

Schwefelsäurelösung aus dem System aus, und der verbliebene Teil 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 ftii 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.

r>5 Bei Vorhandensein von Sauerstoff in den Abgasen erfolgt in der Gas- und Flüssigphase auch die Absorption von Sauerstoff.

Die Produkte der Radiolvse 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 SO., 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 SO? 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 SO_:-haItige 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/sck) der Strahlungsquelle mit Gewährleistung der sanitären Reinigung der Gase (Reinigungsgrad >(),95) gewinnen. Die radiationschemische Ausbeute der Oxydation von SO_: zu Schwefelsäure G (-SO_:) beträgt bis 4000 Moleküle pro 100 Elektroncnvolt der absorbierten Strahlungsenergie.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens schließt die Notwendigkeit einer zweistufigen Berieselung der Gase mit Schwefelsäurelösung aus. Es gestattet, im Temperaturenbcrcich von 20 bis 70' ( /u fahren, d. h.. daß es keine obligatorische vorhergehende Abkühlung der CJase. die /ur Verarbeitung hei einer Temperatur bis zu 70" C" eintreten, erfordert und Gase mit einem Gehalt von SO; bis 0,4 Viii.-vi /u reinigen gesiatiet. Ali das vcreinfachi 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 SO; enthaltende Gas durch die Rohrleitung 1 dem unteren Teil des Aufsatzabsorbers 2 zugeleitet. In den oberen Teil 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 dem Absorber 2 in den Säurebehälter 4 ab und tritt dann durch die Rohrleitung S in den radiationschemischen Apparat 6 ein. Dort wird die erwähnte Lösung der 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

κι des SO₂ zu Schwefelsäure. Als ionisierende Strahlungsquelle können Röntgenstrahlen, y-Strahlen radioaktiver Isotope, beispielsweise Co'¹", Cs¹" und die Bremsstrahlung des Beschleunigers geladener Teilchen verwendet werden. Aus dem radiationschemisehen Apparat 6 wird die bestrahlte Schwefelsäurelösu'i° Hü» nLfjy/^ Teilchen und freie Radikale enthält mit Hilfe der Pumpe 7 über die Rohrleitung 8 in den Druckbehälter 9 übergepumpt. In den gleichen Druckbehälter 9 gelangt über die Rohrleitung 10 die

2(i 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 der Pfeil R bezeichnet. Die gewonnene Schwefelsäurelösung mit Katalysator fließt aus dem Behälter 9 durch die Rohrleitung 3 zur Berieselung in den Absorber 2. EinTeildermit Pumpe 7 umgepumpten und bestrahlten Schwefelsäurelösung wird über die Rohrleitung 13 aus dem System als Fertigprodukt abgeleitet, wobei die Menge der in einer Zeiteinheit abgeleiteten Schwefelsäure, in Form ihrer wässerigen Lösung, äquivalent der Menge des gleichzeitig oxydierten SO; ist. Der Aufwand an Schwefelsäure und Katalysator

is wird durch Zugabe in den Druckbehälter 9 der erforderlichen Wassermenge über die Rohrleitung 14, und einer Katalysatorlösung, die aus dem Behälter 11 zugeleitet wird, wettgemacht. Das gereinigte Gas wird aus dem oberen Teil des Absorbers 2 über die Rohr-

4(i leitung 15 in den Flüssigkeitsabscheider 16 abgeleitet und weiter in die Atmosphäre in Richtung des Pfeils C hinausgeführt. Die am Flüssigkeitsabscheider 16 abgeschiedene Schwefelsäure fließt über die Rohrleitung 17 in den Säurebehälter 4.

Im Falle eines Sauerstoffmangels im System wird der Sauerstoff durch Zuführung von l.ufl b/w. Sauerstoff über die Rohrleitung 18 im unteren Teil des Absorbers 2 nachgefüllt.

Der Sauerstoffmangel im System kann jedoch wie

Sn oben erwähnt, auch durch eine vorangehende Vermischung der Abgase mit Sauerstoff bzw. Luft vor dem Eintritt derselben in den Absorber bzw. durch Zuführung von Sauerstoff oder Luft in den radiationschemischen Apparat wettgemacht werden. Das Sauerstoffdefizit kann auch durch eine Verbindung der erwähnten Varianten nachgefüllt werden.

Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung sind nachstehend konkrete Beispiele angeführt.

Beispiel 1

Das0,13 Vol.-%S0₂und8 Vol.-%O₂enthaltende Gas fließt bei 70° C in den Absorber, der mit zuvor bestrahlter, 40 %iger wässeriger Schwefelsäurelösung r.5 berieselt wird, die Mangansulfat als Katalysator in einer Menge von 0,03 Gew.-%, bezogen auf 1 Manganion, enthält. Die absorbierte Dosisleistung beträgt bei der Bestrahlung der Lösung mit Röntgenstrahlen

1.1 rad/sek. Der SOi-Gchalt macht in dem aus dem Absorber abfließenden Gas 0,0013 Vol.-% aus. Der Reinheitsgrad ist a — 0,995, die radiationschemische Ausbeute der Oxydation von SO^ G (-SOi) beträgt 2200 Mol/100 eV.

Beispiel 2

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 SO;-Gehalt im austretenden Gas macht 0,0012 Vol.-% aus. Der Reinheitsgrad ist Λ = 0,96. die radiationschemische Ausbeute von Oxydalionsprodukten G (-SO₂)= 1000 Mol/100 eV.

Beispiel 3

Das 0,17Vol.-% SO-, 7,5 VoL-% O- und 1 ■ 10 " 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 SO₂ im abfließenden Gas = 0,0016 Vol.-%, Reinheitsgrad α = 0,92, radiationschemische Ausbeule an Oxydationsprodukten G ( - SO₂) = 2700/1 (K) eV.

Beispiel 4

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 Co''" 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.-Cf SO₂. Der Reinheitsgrad « = 0,955. Die radiationschemische Ausbeute - G (-SO₂) = 2400 Mol/100 eV.

Beispiel 5

Das 0,8 Vo!.-^- SO., und (-. Vo!.-% O_;. enthaltende Gas mit einer Temperatur von 90⁰C 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 et = 0,92. die radiationschemische Ausbeute G (-SO-.) = 1500 Mol/ 100 eV.

Beispiel 6
Das 0,8 Vol.-% SO₂ und 5 VoL-% O₂ enthaltende Gas von 70° C fließt in den Absorber, der von einer mit y-Strahlen bestrahlten, 4()%igcn 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

κι einer Menge 2 VoI. 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 « = 0,94. Die radiationschemische Ausbeute - G (-SO₂) = 6450 Mol/H)OeV.

Beispiel 7

Das 0.39 Vol.-% SO₂ und 10 Vol.-% O₂ enthallende Gas von 70° C wird vor dem Absorber mit

2(i 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 'Λ Volumen vom Volumen des zu reinigenden Gases zugeführt. Der SO₂-Gehalt im gereinigten Gas beträgt 0,0019 Vol.-%. Der Reinigungsgrad it = 0,97. Die absorbierte Dosisleistung macht 10 rad/sek aus. Die radiationschemischc Ausbeute G ( - SO₂) = 400 Mol/100 e V.

Beispie! 8

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

4(i 0,0003 Gew.-Cf. bezogen auf 1 Manganion, enthielt. Dem radiationschemischen Apparat wird Sauerstoff in einer Menge von V^ 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.-%, der Reinheitsgrad a = 0,98. Die radiationschemische Ausbeute - G (-SO₂) = 5000 Mol/100 eV.

Beispiel 9

5(i Das 0.2 Vol.-Of SO₂ und 20 Vol.-% O₂ enthaltende Gas fließt bei 20° C in den Ab·.orber, der mit einer zuvor mit Röntgenstrahlen bestrahlten 40%igen, wässerigen Schwcfelsäurelösung 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 SO₂-GehaIt macht beim Austritt aus dem Absorber 0 aus, der Reinheitsgrad ex= 1,0, die radiationschemische Ausbeute an Oxydationsprodukten beträgt G

fin (-SO₂) 3400 Mol/100 eV.

Beispiel 10

Das 0,230 Vol.-% SO₂ und 20 VoL-% O₂ enthaltende Gas fließt bei 20° C in den Absorber,
fts Vor der Zuleitung zur Berieselung wird die zuvor mit y-Strahlen Ca''" 40%igc. wässerige Schwefelsäurelösung, die Mangannitrat als Katalysator in einer Menge von (1.00028 Gew.-'*. bezogen auf 1 Man-

ganion, enthält, mit einer l()%igen wässerigen Mangannilratlösung vermischt, wobei man eine 4()%igc wässerige Schwefelsäurelösung gewinnt, die 0,03 Gew.-% Katalysator, bezogen auf 1 Manganion, enthält. Die absorbierte Dosisleistung beträgt

10

1,2 racl/sek. Der SOi-Gehalt in dem aus dem Absorber ausfließenden Gas beträgt 0,0026 Vol.-%. Der Reinheitsgrad a = 0,995. Die radiationschemische Ausbeute der Oxydation von SOi macht G (-SO;) = 3900 Mol/100 eV aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung von SO₂-haItigen 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 SOs-freien Schwefelsäurelösung, unter darauffolgender Ableitung eines Teils der Schwefelsäure aus dem System in einer Menge, die der des oxydierten SOs äquivalent ist, und Zuführung der restlichen Schwefelsäurelösung in den Kontaktprozeß mit Abgasen, dadurch gekennzeichnet, daß man als anorganische Mangansalze das Mangansulfat, -perchlorat, -chlorid, -nitra'i 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 SOi-haltige Schwefelsäurelösung 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 vor dem 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.