Masse zur Entfernung von umweltschädlichen Gasen, insbesondere von
Schwefeloxiden, Schwefelwasserstoff und Halogenwasserstoffen, aus Industrieabgasen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Masse zum Abtrennen von umweltschädlichen Gasen,
insbesondere von Schwefeloxiden, Schwefelwasserstoff und Halogenwasserstoffen, aus
Industrieabgasen. Zur Abtrennung bzw. zur Adsorption von Gasen und Dämpfen aus Industrieabgasen,
insbesondere zur Entfernung von SO2 und SO3 und HZS sind Filter aus Aktivkohle bekannt,
die jedoch lediglich dampfförmige Stoffe in ausreichendem Maße zurückhalten, während
Nebel und Stäube infolge ihrer Teilchengröße nicht in die innere Oberfläche der
Kohle eindringen können und so die Poren verschließen und die Kohle unbrauchbar
machen. Mass for the removal of environmentally harmful gases, in particular
Sulfur oxides, hydrogen sulfide and hydrogen halides, from industrial waste gases
The invention relates to a mass for separating environmentally harmful gases,
in particular from sulfur oxides, hydrogen sulfide and hydrogen halides
Industrial fumes. For the separation or adsorption of gases and vapors from industrial exhaust gases,
Filters made of activated carbon are known, in particular for removing SO2 and SO3 and HZS,
which, however, only retain vaporous substances to a sufficient extent, while
Due to their particle size, mist and dust do not enter the inner surface of the
Coal can penetrate and thus close the pores and make the coal unusable
do.
Durch die Abscheidung von Schwefeldioxid aus Rauchgasen ist die trockene
Sorption bekannt. Dieses Verfahren hat
gegenüber der Naßwäsche den
Vorteil, daß keine Abwässer entstehen, und daß das Abgas etwa seine Temperatur und
damit seinen Auftrieb beibehält. Auch hierbei wird wie bei dem Naßverfahren im Gegenstrom
gearbeitet, während Schwefeltrioxid bei der Verwendung geeigneter Absorbentien Sulfate
bildet, kann mit Schwefeldioxid kein Sulfat erzeugt werden, es sei denn, daß zuvor
eine katalytische Überführung in S03 vorgenommen wird. Dieses Verfahren besitzt
jedoch zahlreiche Schwierigkeiten hinsichtlich der Reaktion und der Regeneration.
Schließlich ist es auch bekannt, zur Beseitigung solcher schädlichen Abgase die
Schwefeloxide zu verbrennen. By separating sulfur dioxide from flue gases, the dry
Known sorption. This procedure has
compared to wet washing
Advantage that no waste water occurs, and that the exhaust gas about its temperature and
so that it maintains its buoyancy. Again, as with the wet process, countercurrent flow is used
worked, while sulfur trioxide when using suitable absorbents sulfates
no sulphate can be produced with sulfur dioxide unless beforehand
a catalytic conversion into S03 is carried out. This procedure possesses
however, numerous difficulties in reaction and regeneration.
Finally, it is also known to help eliminate such harmful exhaust gases
Burn sulfur oxides.
Zur Beseitigung oder Abscheidung von H2S wird im wesentlichen die
Oxidation zu Elementarschwefel angewandt, wobei der Schwefelwasserstoff als Fe2S3
gebunden und mit Sauerstoff zu Schwefel oxidiert wird. Auch hierbei handelt es sich
aber um ein sehr aufwendiges Verfahren, das nur in bestimmten Fällen anwendbar ist,
nämlich dann, wenn die Abluft so sauber ist, daß sie den Katalysator nicht verschmutzt.
Es ist auch bekannt, SO, in Kohle zu oxidieren, und zwar aus Abgasen auf trockenem
Wege, was jedoch ebenfalls sehr schwierig und Kompliziert ist.For the removal or separation of H2S, the
Oxidation to elemental sulfur is applied, the hydrogen sulfide as Fe2S3
is bound and oxidized to sulfur with oxygen. This is also the case
but a very complex procedure that can only be used in certain cases,
namely when the exhaust air is so clean that it does not pollute the catalytic converter.
It is also known to oxidize SO, in coal, from exhaust gases on dry
Paths, which is also very difficult and complicated.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Masse zu schaffen,
durch die diese Nachteile und diese komplizierten Prozesse überwunden werden und
mit der es möglich ist, neben Schwefeloxiden auch Halogenwasserstoffe, Schwefelwasserstoffe
und Mercaptane bei Abgastemperaturen bis 2000C zu sorbieren. The object of the present invention is now to create a mass
by which these disadvantages and these complicated processes are overcome and
with which it is possible, in addition to sulfur oxides, also hydrogen halides, hydrogen sulfides
and to sorb mercaptans at exhaust gas temperatures up to 2000C.
Erreicht wird das erfindungsgemäß dadurch, daß die Masse bei 4000C
gebrannten Kalkstein, der danach auf eine Korngröße von 20 bis 50 p gemahlen ist,
sowie damit vermischt Borsäure oder Borate und flüssige Natrium- oder Kaliummetasilikate
enthält, worauf dieses Gemenge auf eine Korngröße zwischen 0,4 und 2 mm granuliert
und das Granulat auf Temperaturen zwischen 190 und 4500c erhitzt ist. This is achieved according to the invention in that the mass is at 4000C
burnt limestone, which is then ground to a grain size of 20 to 50 p,
as well as mixed with boric acid or borates and liquid sodium or potassium metasilicates
contains, whereupon this mixture is granulated to a grain size between 0.4 and 2 mm
and the granulate is heated to temperatures between 190 and 4500c.
Unter Kalkstein kann hier auch ein unreiner Kalkstein verstanden
werden, der aber die nachfolgende chemische Zusammensetzung aufweist: CaC03 90,0
- 94,0 Gew.-% (CaO 48-52 Gew.-%) MgC03 1,0 - 1,5 Gew.-% (MgO 0,6-1,0 Gew.-%) SiO2
3,0 - 4,0 Gew.-% Al203 0,8 - 1,4 Gew.-% Fe203 0,6 - 1,2 Gew.-% H3B03 1,0 - 2,0 Gew.-%
(B203 0,8-1,2 Gew.-%) a o 0,1 - 0,4 Gew.-% K20 0,1 - 0,2 Gew.-% Diese sehr kleine
Korngröße von 20 - 50 p ermöglicht einen schnelleren und besseren Umwandlungsprozeß
von Metasilikaten und Boraten wie folgt:
Die Filtrierungswirkung und die Reaktivität wird durch einen Zusatz von Chrysotilasbest,
Asbestfasern oder Magnesiumsilikat
mit Korngröße oder Länge 20
- 50 p in einer Menge von 10 - 15 Gew.-% verbessert. Die Oxide, welche im Kalkstein
enthalten sind, sind auch an dem Umwandlungsprozeß beteiligt, wie das folgende Gleichungen
zeigen:
Zusätze von Metasilikaten wirken gleichzeitig als Bindemittel.Limestone can also be understood here as impure limestone, which, however, has the following chemical composition: CaC03 90.0-94.0% by weight (CaO 48-52% by weight) MgC03 1.0-1.5% by weight % (MgO 0.6-1.0% by weight) SiO2 3.0-4.0% by weight Al203 0.8-1.4% by weight Fe203 0.6-1.2% by weight % H3B03 1.0-2.0% by weight (B203 0.8-1.2% by weight) ao 0.1-0.4% by weight K20 0.1-0.2% by weight .-% This very small grain size of 20 - 50 p enables a faster and better conversion process of metasilicates and borates as follows: The filtering effect and reactivity are improved by adding chrysotile asbestos, asbestos fibers or magnesium silicate with a grain size or length of 20-50 μm in an amount of 10-15% by weight. The oxides contained in limestone are also involved in the transformation process, as the following equations show: Additions of metasilicates also act as binders.
Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen näher erläutert. The invention will now be explained in more detail by means of examples.
Beispiel I Eine Zusammensetzung einer Masse zur Verwendung als Filterstoff
kann wie folgt vorgenommen werden: Kalkstein 50 Gew.-% Asbest 10 -- 15 Gew.-% Borsäure
oder 7 - 12 Gew.-% Borax 3,5 - 6 Gew.-% Natriummetasilikat 30 - 40 Gew.-% als Wasserglas
Die Masse kann auch die nachfolgende Zusammensetzung haben:
Beispiel
II Kalkstein 50 - 60 Gew.-% Borax 15 - 20 Gew. -% (Na2B407 . 10H20) Natriummetasilikat
25 - 35 Gew.-% als Wasserglas Die in den Beispielen I und II angegebenen Materialien
werden intensiv gemischt und in einem Granulator sehr schnell auf eine Korngröße
von 0,4 - 2 mm gebracht. Das Granulat wird in einem Drehofen, Wirbeltrockner oder
ähnlichen Öfen bei Temperaturen zwischen 1900C und 4000C getrocknet und gleichzeitig,
wie in den o. a. Gleichungen näher erläutert, umgewandelt. Die so hergestellten
Filtermassen haben besondere Filtrationswirkungen, d. h. üben eine adsorptive und
eine chemische Wirkung auf die Abgase aus Schwefeloxiden und Halogenwasserstoffen
aus. Example I A composition of a mass for use as a filter cloth
can be made as follows: Limestone 50% by weight asbestos 10-15% by weight boric acid
or 7-12% by weight borax 3.5-6% by weight sodium metasilicate 30-40% by weight as water glass
The mass can also have the following composition:
example
II Limestone 50 - 60% by weight Borax 15 - 20% by weight (Na2B407.10H20) sodium metasilicate
25-35% by weight as water glass The materials specified in Examples I and II
are mixed intensively and very quickly reduced to one grain size in a granulator
brought from 0.4 - 2 mm. The granulate is in a rotary kiln, vortex dryer or
similar ovens dried at temperatures between 1900C and 4000C and at the same time,
as in the above Equations explained in more detail, converted. The so produced
Filter media have special filtration effects, i. H. practice an adsorptive and
a chemical effect on the exhaust gases from sulfur oxides and hydrogen halides
the end.
In der nachfolgenden Tabelle 1 ist die Wirkung der Filtermasse nach
Beispiel I in ihrer Sorptionswirkung auf verschiedene Abgase dargestellt, wobei
ein Abgasgemisch von Fluorwasserstoff, Schwefeldiocid und Schwefeltrioxid vorgelegt
wurde: Tabelle 1 Abgaskombination Sorptionswirkung in Vol.-% Fluorwasserstoff 2
95 % (FH) Schwefeldioxid 85- 90 % (so,) Schwefeltrioxid >95 % (S03) Mittelwert
91,6-93,3 %
In der nachfolgenden Tabelle 2 ist die Sorptionswirkung
der Masse nach Beispiel II dargestellt: Tabelle 2 Abgaskombination Sorptionswirkung
in Vol.-% Fluorwasserstoff >95 % (FH) Schwefeldioxid 580 % (SO2 ) Schwefeltrioxid
>95 % (S03) Mittelwert >90 % Die Masse nach den Beispielen I und II entwickin
ihre Filtrationswirkung auf dreierlei Art, nämlich durch chemische Reaktion, chemische
Katalyse und durch Sorption. The following table 1 shows the effect of the filter mass
Example I shown in their sorption effect on various exhaust gases, wherein
submitted an exhaust gas mixture of hydrogen fluoride, sulfur diocide and sulfur trioxide
was: Table 1 exhaust gas combination sorption effect in vol .-% hydrogen fluoride 2
95% (FH) sulfur dioxide 85- 90% (see above) sulfur trioxide> 95% (S03) mean value
91.6-93.3%
In Table 2 below is the sorption effect
the mass according to Example II: Table 2 exhaust gas combination sorption effect
in% by volume of hydrogen fluoride> 95% (FH) sulfur dioxide 580% (SO2) sulfur trioxide
> 95% (S03) mean value> 90% The mass according to Examples I and II develops
their filtration effect in three ways, namely through chemical reaction, chemical
Catalysis and by sorption.
Bei der chemischen Reaktion der Massen gemäß Beispiel I und II reagieren
die in den Abgasen enthaltenen Verbindungen S02, S03, SH, FH usw. nach den folgenden
Gleichungen:
Kolloidale CaF2 wird auf Asbest-Faser adsorbiert
Bei der chemischen Katalyse reagiert das in Massen nach Beispiel I und II enthaltene
Fe203 zusammen mit den Alkalimetallverbindungen (Na2SiO3 und Na2B407) katalytisch.
Die Filterstoffe können durch weitere Zusätze von Katalysatoren, wie Selensäure
<H25e03) oder anderem, verbessert werden. Die sorptive Wirkung ist abhängig von
der feinen Struktur und Porosität des Filterstoffes. Durch den Zusatz von Asbestfasern
wird erreicht, daß kolloidale Stoffe, wie CaF2, sorbiert werden. Außerdem wird die
Struktur des Filterstoffes verbessert und ein Verkleben, Zusammenbacken bzw. Krustenbildung
des Filterstoffes verhindert.In the chemical reaction of the masses according to example I and II, the compounds S02, S03, SH, FH etc. contained in the exhaust gases react according to the following equations: Colloidal CaF2 is adsorbed on asbestos fiber In chemical catalysis, the Fe203 contained in masses according to Examples I and II reacts catalytically together with the alkali metal compounds (Na2SiO3 and Na2B407). The filter materials can be improved by adding more catalysts, such as selenic acid <H25e03) or others. The sorptive effect depends on the fine structure and porosity of the filter material. The addition of asbestos fibers ensures that colloidal substances such as CaF2 are sorbed. In addition, the structure of the filter material is improved and sticking, caking or crust formation of the filter material is prevented.