DE2459272B2 - MASSES FOR THE REMOVAL OF ENVIRONMENTALLY HARMFUL GASES, IN PARTICULAR SULFUR OXIDES, HYDROGEN SULFUR AND HYDROGEN HALOGEN FROM INDUSTRIAL EXHAUST GASES - Google Patents

MASSES FOR THE REMOVAL OF ENVIRONMENTALLY HARMFUL GASES, IN PARTICULAR SULFUR OXIDES, HYDROGEN SULFUR AND HYDROGEN HALOGEN FROM INDUSTRIAL EXHAUST GASES

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DE2459272B2 DE19742459272 DE2459272A DE2459272B2 DE 2459272 B2 DE2459272 B2 DE 2459272B2 DE 19742459272 DE19742459272 DE 19742459272 DE 2459272 A DE2459272 A DE 2459272A DE 2459272 B2 DE2459272 B2 DE 2459272B2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Masse zum Abtrennen von umweltschädüchen Gasen, insbesondere von Sehwefeloxiden, Schwefelwasserstoff und Halogenwasserstoffen, aus Industrieabgasen. Zur Abtrennung bzw. zur Adsorption von Gasen und Dämpfen aus Industrieabgasen, insbesondere zur Entfernung von SO.' und SOj und H>S 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 F'oren verschließen und die Kohle unbrauchbar machen.The invention relates to a mass for separating environmentally harmful gases, in particular of sulfur oxides, hydrogen sulfide and hydrogen halides, from industrial waste gases. For separation or for the adsorption of gases and vapors from industrial exhaust gases, in particular for the removal of SO. ' and SOj and H> S are known filters made of activated carbon, the however, only hold back vaporous substances to a sufficient extent, while mist and dusts as a result Due to their particle size, they cannot penetrate the inner surface of the coal and thus close the gates and make the coal unusable.

Durch die Abscheidung von Schwefeldioxid aus Rauchgasen ist die trockene Sorption bekannt. Dieses Verfahren hat gegenüber der Naßwäsche den Vorteil, daß keine Abwasser 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 SOi vorgenommen wird. Dieses Verfahren besitzt jedoch zahlreiche Schwierigkeiten hinsichtlich der Reaktion und der Regeneration.Dry sorption is known from the separation of sulfur dioxide from flue gases. This The process has the advantage over wet washing that no waste water is produced and that the waste gas is about maintains its temperature and thus its buoyancy. Here too, as with the wet process, im Worked countercurrent, while sulfur trioxide with the use of suitable absorbents sulfates no sulphate can be produced with sulfur dioxide, unless a catalytic one beforehand Transfer to SOi is made. However, this method has numerous difficulties in terms of reaction and regeneration.

Schließlich ist es auch bekannt, zur Beseitigung solcher schädlichen Abgase die Schwefeloxide zu verbrennen. Zur Beseitigung oder Abscheidung von HiS wird im wesentlichen die Oxidation zu Elementarschwefel angewandt, wobfii der Schwefelwasserstoff als Fe_>Si 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 is:.Finally, it is also known to burn the sulfur oxides to remove such harmful exhaust gases. To remove or remove HiS, im essentially the oxidation to elemental sulfur applied, whereby the hydrogen sulfide as Fe_> Si bound and oxidized to sulfur with oxygen. But this is also a very important one Complex process that can only be used in certain cases, namely when the exhaust air is so clean is. that it does not contaminate the catalytic converter. It is also known. SO? to oxidize in coal, namely from Exhaust gases on the dry route, which, however, 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 Sehwefeloxiden auch Halogenwasserstoff^ Schwefelwasserstoffe und Mercaptane bei Abgastemperaturen bis 200° C zu sorbieren.The object of the present invention is now to create a mass through which these disadvantages and these complicated processes can be overcome and with which it is possible, in addition to sulfur oxides To sorb hydrogen halides ^ hydrogen sulphides and mercaptans at exhaust gas temperatures up to 200 ° C.

Erreicht wird das erfindungsgemäß dadurch, daß die Masse bei 400cC gebrannten Kalkstein, der danach auf eine Korngröße von 20 bis 50 μ gemahlen worden ist. sowie damit vermischt Borsäure oder Borate und flüssige Natrium- oder Kaliummetasilikate enthalt, worauf dieses Gemenge auf eine Korngröße zwischen 0.4 und 2 mm granuliert und das Granulat auf Temperaturen zwischen 190 und 450°C erhitzt wordenThis is achieved according to the invention in that the mass is calcined limestone at 400 ° C., which is then ground to a grain size of 20 to 50 μ. as well as mixed with it contains boric acid or borates and liquid sodium or potassium metasilicates, whereupon this mixture was granulated to a grain size between 0.4 and 2 mm and the granulate was heated to temperatures between 190 and 450 ° C

ist.is.

Unter Kalkstein kann hier auch ein unreiner Kalkstein verstanden werden, der aber die nachfolgende chemische Zusammensetzung aufweist:Limestone can also be understood to mean impure limestone, but the following one chemical composition:

C IiCO,C IiCO, 90,0-94,0 Gew.-%90.0-94.0 wt% (CaO 48-52 Gew.-%)(CaO 48-52% by weight) MgCO,MgCO, 1.0-l,5Gew.-%1.0-l, 5% by weight (MgO 0.6- 1.0 Gew.-%)(MgO 0.6-1.0% by weight) SiO,SiO, 3,0-4.0 Gew.-%3.0-4.0% by weight Al-O,Al-O, 0.8-1,4 Gew,-%0.8-1.4% by weight FejO,FejO, 0.6-1.2Gew.-%0.6-1.2% by weight H1BO,H 1 BO, 1.0-2,0 Gew.-%1.0-2.0% by weight (BjO,0,8- 1,2 Gew.-%)(BjO, 0.8-1.2% by weight) Na »OWell "O 0.1-0,4Gew.-%0.1-0.4% by weight K,0K, 0 0,l-0,2Gew.-%0.1-0.2% by weight

Diese sehr kleine Korngröße von 20-50 μ ermöglicht einen schnelleren und besseren Umwandlungsprozeß von Metasilikaten und Boraten wie folgt:This very small grain size of 20-50 μ enables a faster and better conversion process of metasilicates and borates as follows:

<190"C
Na2SiO3 + 2 H2BOj > 2 NaBO2 + SiO2 + 3 H2O<190 "C
Na 2 SiO 3 + 2 H 2 BOj> 2 NaBO 2 + SiO 2 + 3 H 2 O

Die Filtrierungswirkung und die Reaktivität wird sert. Die Oxide, welche im Kalkstein enthalten sind, sindThe filtration efficiency and reactivity is sert. The oxides contained in limestone are

durch einen Zusatz von Chrysotilasbest, Asbestfasern >-> auch an dem Umwandlungsprozeß beteiligt, wie dasby adding chrysotile asbestos, asbestos fibers> -> also involved in the conversion process, like that

oder Magnesiumsilikat mit Korngröße oder Länge folgende Gleichungen zeigen: 20—50 μ in einer Menge von 10—15Gew.-% verbes-or magnesium silicate with grain size or length show the following equations: 20-50 μ in an amount of 10-15% by weight

>I9O"C> I9O "C

a) MgO + Na2SiOj + 2 H3BO3 - MgSiO., + 2 NaBO2 + 2 H2Oa) MgO + Na 2 SiOj + 2 H 3 BO 3 - MgSiO., + 2 NaBO 2 + 2 H 2 O

>19(VC> 19 (VC

b) 3 Al2O3 + 5Na2SiO3 + 1 ΟΗ,Βΰ, - 3 AI2O3 ■ 5 SiO2 + 5 NaBO2 + 15 H2Ob) 3 Al 2 O 3 + 5Na 2 SiO 3 + 1 ΟΗ, Βΰ, - 3 Al 2 O 3 ■ 5 SiO 2 + 5 NaBO 2 + 15 H 2 O

Zusätze von Metasilikaten wirken gleichzeitig als Bindemittel. Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen näher erläutert.Additions of metasilicates also act as binders. The invention will now be explained in more detail by means of examples.

Beispiel IExample I.

Eine Zusammensetzung einer Masse zur Veru ng als Filterstoff kann wie folgt vorgenommen werdA composition of a mass for use as a filter material can be carried out as follows

Kalkstein 50Gew.-%Limestone 50% by weight

Asbest 10- l5Gew.-%Asbestos 10- l5% by weight

Borsäure oder 7—12 Gew.-'VbBoric acid or 7-12% by weight Vb

Borax 3.5-6 Gew.-%Borax 3.5-6% by weight

NatriummetasilikatSodium metasilicate

als Wasserglas 30-40 Gew.-%as water glass 30-40% by weight

Die Masse kann auch die nachfolgende Zusammensetzung haben:The mass can also have the following composition:

Beispiel IlExample Il

Kalkstein 50-60 Gew.·0/»Limestone 50-60 wt. 0 / »

Boraxborax

(Na..B.,O7 ■ 10H2O) 15-20Gew.-%(Na..B., O 7 ■ 10H 2 O) 15-20% by weight

NatriummetasilikatSodium metasilicate

als Wasserglas 25—35 Gew.-%as water glass 25-35% by weight

Die in den Beispielen I und Il 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 /wischen I9O~C und 400 C getrocknet und gleichzeitig, wie in den u.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 Halogenwasserstoff! aus.The materials specified in Examples I and II are intensively mixed and in one Granulator brought to a grain size of 0.4 - 2 mm very quickly. The granulate is in one Rotary kilns, vortex dryers or similar ovens are dried at temperatures between 190 ~ C and 400 C. and at the same time, as explained in more detail in the equations below, converted. The filter media produced in this way have special filtration effects, i. H. exert an adsorptive and a chemical effect on the Exhaust gases from sulfur oxides and hydrogen halide! the end.

In der nachfolgenden TabeMe 1 ist die Wirkung der Filtermasse nach Beispiel I in ihrer Sorptionswirkung auf verschiedene Abgase dargestellt, wobei ein Abgasgemisch von Fluorwasserstoff, Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid vorgelegt wurde:In the following TabeMe 1 the effect is the Filter mass according to Example I shown in its sorption effect on various exhaust gases, with an exhaust gas mixture of hydrogen fluoride, sulfur dioxide and sulfur trioxide has been submitted:

TabelleTabel

Ahgaskonihination Ahgas conhination

Sorptionswirkung in Vol.-11.'«Sorption effect in vol . - 11. '"

Fluorwasser- >95% stoffFluorine water-> 95% substance

Schwefeldioxid 85-90% Schwefeltrioxid >95% Mittelwert 91,6-93,3%Sulfur dioxide 85-90% sulfur trioxide> 95% mean 91.6-93.3%

In der nachfolgenden Tabelle 2 ist die Sorptionsuir kling der Masse nach Beispiel Il dargestellt:In Table 2 below is the Sorptionsuir sound of the crowd according to example II:

Tabelle 2Table 2

Abgaskombination Exhaust combination

Sorptionswirkung in VoL-%Sorption effect in% by volume

Fluorwasser- >95%Fluorine water-> 95%

stoffmaterial

Schwefeldioxid >80%Sulfur dioxide> 80%

Schwefeltrioxid >95%Sulfur trioxide> 95%

Mittelwert >90%Mean value> 90%

Die Massen nach den Beispielen I und Il wirken auf dreierlei Art, nämlich durch
chemische Reaktion,
chemische Katalyse und durch Sorption. Bei der chemischen Reaktion der Massen gemäß Beispiel I und Il reagieren die in den Abgasen enthaltenen Verbindungen SO.·. SOi. H2S, Hl' usw. nach den folgenden Gleichungen:The masses according to Examples I and II act in three ways, namely through
chemical reaction,
chemical catalysis and by sorption. In the chemical reaction of the masses according to Examples I and II, the compounds SO. · Contained in the exhaust gases react. SOi. H 2 S, Hl 'etc. according to the following equations:

a) CaCO, + 2 HF ♦ CaF, + H2CO.,a) CaCO, + 2 HF ♦ CaF, + H 2 CO.,

Kolloidales CaF2 wird auf Asbest-Faser adsorbiert.Colloidal CaF 2 is adsorbed on asbestos fiber.

b) MgCO3 + 2HF > MgF2 + H2CO,b) MgCO 3 + 2HF> MgF 2 + H 2 CO,

c) SiO2 + 4 HF » SiF4 + 2 H,0c) SiO 2 + 4 HF »SiF 4 + 2 H, 0

SiF4 + 2 HF » H2SiF1,SiF 4 + 2 HF »H 2 SiF 1 ,

H2SiF,, + CaCO3 (oder MgCO3) Ca[SiF,,] (oder Mg) [SiF,,]H 2 SiF ,, + CaCO 3 (or MgCO 3 ) Ca [SiF ,,] (or Mg) [SiF ,,]

\H,O\ H, O

d) 4 MgO + 2 B1O3 + 4 SO, > 2 MgSO4 · 2 (MgB5O,) · \H,Od) 4 MgO + 2 B 1 O 3 + 4 SO,> 2 MgSO 4 · 2 (MgB 5 O,) · \ H, O

bis200(' (Sulphoborit) to 200 ( '(sulphoborite)

e) Fe2O3 + 3 SO, > Fe2(SO3)., FeSO3 + FeSA,e) Fe 2 O 3 + 3 SO,> Fe 2 (SO 3 )., FeSO 3 + FeSA,

0 2 Fe2O3 + 8 HF ♦ 4 Fei·, · 8 H,O "0 2 Fe 2 O 3 + 8 HF ♦ 4 Fei ·, · 8 H, O "

Bei der chemischen Katalyse reagiert das in Massen von dei feinen Struktur und Porosität Hos l-'ilierstoffes.In chemical catalysis this reacts in masses of the fine structure and porosity of the Hos l-'ilierstoffes.

nach Beispiel 1 und Il enthaltene Fe2O) zusammen mit Durch den Zusatz von Asbestfasern wird erreicht, daß Fe 2 O) contained in Example 1 and II together with the addition of asbestos fibers achieves that

den Alkalimetallverbindungen (Na2SiO, und Na2B4O7) h·, kolloidale Stoffe, wie CaF2, sorbicrt werden. Außerdemthe alkali metal compounds (Na 2 SiO, and Na 2 B 4 O 7), such as CaF 2, sorbicrt h · colloidal substances. aside from that

katalytisch. Die Filterstoffe können durch weitere wird die Struktur des Filterstoffes verbessert und eincatalytic. The filter materials can be improved and a further the structure of the filter material

Zusätze von Katalysatoren, wie Selensäure (H2SeOi). Verkleben, Zusammenbacken bzw. Krustenbildung desAdditions of catalysts such as selenic acid (H 2 SeOi). Sticking together, caking or crust formation of the

verbessert werden. Die sorptive Wirkung ist abhängig Filterstoffcs verhindert.be improved. The sorptive effect is prevented depending on the filter material.

Claims (2)

Pa ι en Ansprüche:Pa ι en claims: 1. Masse zum Entfernen von umweltschüdlichen Gasen, insbesondere \nn Schwefeloxiden, Schwefelwasserstoff und Halogenwasserstoffen, aus lndustrieabgasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse bei 400C gebrannten Kalkstein, der danach auf eine Korngröße von 20 bis 30 μ gemahlen worden ist. sowie damit vermischt Borsäure oder Borate und flüssige Natrium· oder Kaliummetasilikate enthalt, worauf dieses Gemenge auf eine Korngröße zwischen 0,4 und 2 mm granuliert und das Granulat auf Temperaturen zwischen 190 und 450" C ernitzt worden ist.1. Compound for removing environmentally harmful gases, in particular sulfur oxides, hydrogen sulfide and hydrogen halides, from industrial waste gases, characterized, that the mass is burnt limestone at 400C, which then has a grain size of 20 to 30 μ has been ground. as well as mixed with boric acid or borates and liquid sodium · or Contains potassium metasilicates, whereupon this mixture has a grain size between 0.4 and 2 mm granulated and the granules to temperatures between 190 and 450 "C has been appointed. 2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Zusatz von Chrysotüusbesl. Asbestfasern oder Magnesiumsilikaten in einer Menge von 10 bis 15% enthält.2. Composition according to claim 1, characterized in that it has an addition of Chrysotüusbesl. Contains asbestos fibers or magnesium silicates in an amount of 10 to 15%.
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