DE2506596A1

DE2506596A1 - Verfahren zum desodorieren von co tief 2 -haltigen abgasen

Info

Publication number: DE2506596A1
Application number: DE19752506596
Authority: DE
Inventors: Volker Dr Fattinger
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1973-08-02
Filing date: 1975-02-17
Publication date: 1975-11-27
Also published as: CA1041275A; US3923955A

Description

Verfahren zum Desodorieren von CO2-haltigen Abgasen.
Zusatzanmeldung zu P . ... ... (P 27 39 526.8) Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zuu0 Desodorieren von vorzugsweise C02-haltigen Abgasen in mindestens zwei Waschstufen unter Zufuhr von aktivem Chlor, wobei ein Strom des zu desodorierenden Abgases in einer ersten Chlorwaschstufe der Einwirkung einer aktives Chlor enthaltenden Waschflüssigkeit und in einer nachfolgenden Chlorwäsche der Einwirkung einer ebenfalls aktives Chlor enthaltenden Waschflüssigkeit von alkalischem pH unterworfen wird.
Als Abgas kommt vor allem Abluft in Betracht, die geruchsintensive organische Stoffe enthält, insbesondere eine solche aus Anlagen zur Entwässerung von Abwasserschlamm oder aus Fermentationsbetrieben der pharmazeutischen Industrie.
Beim Aufarbeiten des Schlammes entstehen Gase, die einer Verbrennung zugeführt werden. Es ist aber in der Praxis nicht möglich, den ganzen Verarbeitungsvorgang soweit gegen die Außenluft abzuschließen, daß keine .uftverschmutzung durch Stinkstoffe stattfindet. Insbesondere beim Filtrieren, Lagern und Transportieren von thermisch konditioniertem Schlamm wird die Luft in einer Verarbeitungshalle mit Stinkstoffen verschmutzt. Daraus resultiert eine Belästigung der in der Halle arbeitenden Personen und auch der Umgebung der Abwasserreinigungsanlag.
Wenn man durch Absaugen von genügenden Luftmengen für einen entsprechenden Luftwechsel in der Halle sorgt, kann man das Problem für die Personen in der Halle zufriedenstellend eisen.
Damit jedoch durch die aus der Halle abgesaugten Luftmassen in der Umgebung keine Geruchsbelästigung entsteht, ist eine Desodorierung dieser Luftmassen notwendig.
Die stinkenden Luftmassen können vor allem Amine und auch schwefelhaltige organische Substanzen enthalten. Das Entfernen dieser Substanzen bis zu einem nicht mehr belästigenden Umfang erfordert eine mehrfache Gaswäsche. Voraussetzung für eine derartige Gaswäsche ist eine saubere Trennung der Wasch medien der verschiedenen Stufen und eine restlose Abscheidung feiner Flüssigkeitströpfchen, die sich beim Waschvorgang bilden, vor dem Austritt der gereinigten Luft in die Atmosphäre.
Wie bereits von Volker Fattinger in "Probleme der lufthygiene" (Chemische Rundschau, November 1972) beschrieben, lassen sich C02-haltige Abgase durch Behandeln in mindestens zwei Waschstufen mit Chlor, Chlordioxyd oder Ozon enthaltenden Waschflüssigkeit desodorieren.
Ein Nachteil dieser Verfahren ist, wie dort beschrieben, einerseits die Bildung neuer Geruchsträger, andererseits der übermäßige Chemikalienverbrauch. Dieser übermäßige Verbrauch wird durch den C02-Gehalt verursacht. Vor allem wird hierbei Natronlauge für die C02-Bindung verbraucht und geht so der eigentlichen Desodorierung verloren.
In der deutschen Patentschrift Nr. 861 836 wird nun bereits ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, in welchem als Hauptdesodorierungsmittel das an sich teure Chlordioxyd insbesondere für Abluft, wie sie z.B. bei der Seifenherstellung oder beim Ausschmelzen von Fetten entsteht, verwendet wird, da hierbei die Behandlung mit Chlor und Hypochloriten in der bisher üblichen Weise nicht hinreicht.
Dabei sollen die im Kreislauf geführten Waschflüssigkeiten zweckmäßig während der ganzen Behandlung auf einem alkalischen pH-Wert gehalten werden, da bei diesem das Chlordioxyd sein größter Oxydationspotential besitzt.
Die Entnahme von Waschflüssigkeit zu dem Zwecke, sie durch frische Waschflüssigkeit zu ersetzen, erfolgt dabei vorzugsweise aus der ersten Waschstufe.
Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Desodorierung von vorzugsweise C02-haltigen Gasen zu verwirklichen, bei welchem die Verwendung des teuren Chlordioxyds praktisch vermieden wird und bei welehem gleichwohl die Vorteile, die sich aus der Verwendung von Chlordioxyd bei dem letztgenannten bekannten Verfahren ergeben, nämlich Herabsetzung der umzuwälzenden Wassermenge und Anwendungsfähigkeit auch bei höherer Wassertemperatur (38° C), ebenfalls erreicht und außerdem bei vertretbarem Verbrauch an weniger kostspieliegen Chemikalien, als dies das Chlordioxyd darstellt, höchste Abscheidungsgrade für die geruchsintensiven Substanzen aus den Abgasen erzielt werden.
Bei der Lösung dieser Aufgabe muß noch den folgenden Anforderungen bzw. Erkenntnissen an Desodorierungsanlagen mit Chlorwäsche in mehreren Stufen Rechnung getragen werden: Höchste Abscheidungsgrade verlangen eine genügende Konzentration von aktivem Chlor zumindest in einer der Waschstufen.
Weiter ist beim Waschen mit hohen Chlorkonzentrationen zu vermeiden, daß störende Mengen an Chlorgas in das gereinigte Gas gelangen, Auch reichert sich die Waschflüssigkeit natürlich im Laufe der Zeit mit den aus dem zu reinigenden Gasstrom abgeschiedeerzen Substanzen an und muß daher entweder von Zeit zu Zeit oder kontinuierlich erneuert werden. Die bei der diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Erneuerung abgestoßene Flüssigkeit muß mengen- und konzentrationsmäßig auf einen tragbaren Chlorgehalt eingestellt werden, d.h. der Verlust an Chlor durch das abgestoßene Abwasser darf nicht unwirtschaftlich hoch sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß (a) das zugeführte aktive Chlor praktisch chlordioxydfrei ist, (b) in mindestens einer der Waschstufen ein Gehalt von mindestens 0,02 g an aktivem Chlor je Liter Waschflüssigkeit aufrechterhalten wird, (c) der pH-Wert der Waschflüssigkeit in der ersten vom zu reinigenden Abgas durchströmten Waschstufe zwischen 4 und 9, und (d) der pH-Wert der Waschflüssigkeit in der nachfolgenden Waschstufe zwischen 7 und 11 gehalten wird, wobei der pH-Wert in der nachfolgenden Waschstufe um 0,3 bis 4 über dem pH-Wert in der ersten Stufe gehalten wird, und (e) aktives Alkali in annähernd stöchiometrischer Menge berechnet auf das insgesamt zugeführte aktive Chlor in die nachfolgende Waschstufe zugegeben wird.
Dabei kann chlorhaltige Waschflüssigkeit in an sich bekannter Weise aus der nachfolgenden in die erste Waschstufe zurUckgeleitet und es kann auch zum Zwecke des Ersatzes der Waschflüssigkeit durch frische die Entnahme von Waschflüssigkeit vorteilhaft aus der ersten Waschstufe erfolgen.
Unter einer Waschstufe werden dabei Apparate beliebiger Art verstanden, in denen Gasströme in intensive Berührung mit Flussigkeiten gebracht werden. Solche Apparate können z.B.
sein: Waschtürme, Venturi-Scrubber oder Flüssigkeitsstrahl-Wäscher. Geeignet erwiesen sich Waschtürme mit Füllkörpern, wie Raschigringen, Pallringen# oder Berl-Sattelkörpern (Vereinigte Füllkörper-Fabriken GmbH and Co., Baumbach, Westerwald, Deutschland), und mit Tropfenfangvorrichtungen wie sie in der Schweizer Patentschrift 392 464 vom 15.10.65 beschrieben sind.
Vorzugsweise wird zur Erhaltung der aktives Chlor enthaltenden Waschflüssigkeiten entweder dem zu desodorierenden Abgas vor seiner Einführung in die erste Chlor-Waschstufe gasförmiges Chlor zugesetzt, oder das Chlor wird in die erste Waschflüssigkeit injiziert. Es kann aber auch eine wässerige Hypochloritlösung Verwendung finden,um das erforderliche aktive Chlor in die Waschflüssigkeit einzuführen.
Unter dem Begriff "aktives Alkali" wird in der Beschreibung und den Ansprüchen stets das gesamte zur Bindung von Chlor befähigte Alkali, insbesondere also die Summe der äquivalenten Mengen an Natronlauge, Natriumbikarbonat und Natiumkarbonat verstanden.
Sind in Verfahren nach der Erfindung nur insgesamt zwei Chlorwaschstufen vorgesehen, so ist die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen als "erste" Chlorwaschstufe bezeichnete diejenige der beiden Stufen, in welche das zu reinigende Abgas zuerst eingeleitet wird, während die als "nachfolgende" bezeichnete Stufe die zweite Chlorwaschstufe ist.
Dabei kann man das verbrauchte Alkali in den Waschflüssigkeiten durch Zuleitung von frischem Alkali, vorzugsweise Natronlauge, in die nachfolgende Chlor-Waschstufe ersetzen.
Hierbei kann aktives Chlor enthaltende Waschflüssigkeit aus der nachfolgenden in die erste Waschstufe entweder kontinuierlich überführt oder vorzugsweise in Abhängigkeit vom pH-Wert der ersten Chlor-Waschstufe zudosiert werden.
Bei einer der bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden optimale Bedingungen in den Waschstufen aufrecht erhalten, indem man der ersten Chlorwaschstufe Chlor oder aktives Chlor enthaltende Flüssigkeit zuführt und der zweiten Chlorwaschstufe in stöchiometrisch entsprechender Menge Alkalilauge zufließen lässt.
Daß man mit einer solch einfachen Regelung des Chemikalienzusatzes zwischen den beiden Chlor-Waschstufen auskommt, ist höchst überraschend, da bisher immer angenommen wurde, daß stets eine genaue pH-Regulierung bei der Behandlung mit Chlor erforderlich sein würde. Als Regelgröße für den erfindungsgemässen Zusatz von aktivem Chlor in die erste Chlorwaschstufe kann der in g/l ausgedrückte Gehalt an aktivem Chlor in der Waschflüssigkeit dienen, oder man kann auch den Chlorgehalt des Austrittsgases aus der ersten Chlorwaschstufe als Regelgröße benützen.
Nur bei stärkeren pH-Wertänderungen infolge Bildung von stark sauren oder alkalischen Substanzen bei der Wäsche ist eine zusätzlich übergeordnete pI1-Wert Regelung mittels der üblichen Meß- und Dosiereinrichtungen erforderlich.
Von praktischem Nutzen ist das erfindungsgemäße Verfahren vor allem bei der Desodorierung von Abgasen, welche mindestens 0,05 Volumenprozent C02 enthalten, weil es erfindungsgemä gelingt, nach einer anfänglich erfolgten Sättigung der Waschflüssigkeit mit C02 in den gereinigten Gasen praktisch denselben CO2 Gehalt aufrechtzuerhalten wie in den zu behandelnden Rohgasen.
Das heißt aber, daß C02 aus dem Abgas möglichst wenig aktives Alkali in der Waschflüssigkeit bindet.
Vorzugsweise ist der Gehalt an aktivem Chlor in der Waschflüssigkeit der zweiten Chlor-Waschstufe höher als der in der ersten, denn die Reaktion zwischen den geruchsintensiven Substanzen und dem Chlor findet insbesondere an der Grenzschicht zwischen Waschflüssigkeit und Gasphase statt.
Es ist daher erwünscht, den Uebergang von Chlor in die Gasphase an der Grenzschicht der ersten Waschflüssigkeit möglichst hochzuhalten. Anderseits muß das nicht verbrauchte Chlor an der Grenzfläche der zweiten Waschstufe wieder absorbiert werden, damit nicht freies Chlor in die Atmosphäre gelangt. Dies gelingt dank des höheren pH-Werts der Waschflüssigkeit in der zweiten Chlor-Waschstufe.
Es ergibt sich hieraus, daß der Gehalt an aktivem Chlor in der zweiten Stufe laufend ansteigen müßte, wenn nicht entsprechend der Verarmung der ersten Waschstufe an Chlor laufend oder in vom pH-Wert der ersten Stufe geregelten Mengen Waschflüssigkeit aus der zweiten in die erste Chlor-Waschstufe zurückgeleitet würde.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Konzentration an aktivem Chlor in der Flüssigkeit der zweiten Chlor-Waschstufe ein Vielfaches, insbesondere etwa das Doppelte bis Zwanzigfache, der Konzentration an aktivem Chlor in der Flüssigkeit der ersten Chlor-Waschstufe beträgt.
Besonders gut verlauft die Reaktion an der Grenzschicht der Waschflussibkeit der ersten Chlor-Waschstufe, wenn deren Konzentration an aktivem Chlor etwa 0,1 bis 3 g pro Liter Waschflüssigkeit beträgt.
Es ist bekannt, daß die desodorierenden chemischen Reaktionen der verschiedenen gleichzeitig im Abgas vorhandenen Geruchsträger mit dem aktiven Chlor sehr stark von pH-Wert der Waschflüssigkeit abhängen. Es kann daher zweckmässig sein, zwischen der ersten und der zweiten Chlor-Waschstufe mindestens eine Zwischen-Waschstufe einzuschalten, in welcher das Abgas der Einwirkung einer Waschflüssigkeit mit einem pH-Wert zwischen demjenigen der ersten und dem der letzten Chlor-Waschstufe unterworfen wird.
Dabei kann die Regelung so erfolgen, daß Waschflüssigkeit aus der nächstfolgenden in die in Abgasströmungsrichtung gesehen vorhergehende Waschstufe zudosiert wird.
Es kommt vor, daß Abgase geruchsintensive Substanzen enthalten, welche durch aktives Chlor nicht hinreichend desodoriert werden können und/oder zu einem unerwünschten Verbrauch an aktivem Chlor führen. Solche Substanzen sind z.B. Anmloniak und Amine. In diesem Falle empfiehlt es sich, das zu desodorierende Abgas vor der Einleitung in die erste Chlor-Waschstufe mindestens einer Vorwäsche zu unterwerfen. Bei Anwesenheit vom Aminen eignet sich hierzu Waschen mit grossen Wassermengen im einmaligen Durchlauf oder vorzugsweise eine Kreislaufwäsche mit wäßrige Salzsäure oder Schwefelsäure enthaltenden Waschflussigkeiten.
Insbesondere bei höherem Gehalt an schwefelhaltigen stinkenden Substanzen ist es zu empfehlen, relativ leicht zu oxydierende Anteile durch eine Vorwäsche mit Oxydationskatalysatoren enthaltender Waschflüssigkeit mit dem Sauerstoff der Luft zur Reaktion zu bringen, wodurch geruchslose Verbindungen entstehen und ausserdem erhebliche Chlormengen bei der nachfolgenden erfindungsgemässen Behandlung in den Chior-Waschstufen eingespart werden können.
Bei entsprechend vorhandenen Geruchsstoffen kann es vorteilhaft sein, sowohl eine Vorwäsche mit saurer Waschflüssigkeit als auch eine solche mit Oxydationskatalysatoren durchzuführen, und zwar vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge.
In besonders hartnäckigen Fällen von Verunreinigungen, bei denen Geruchssubstanzen vorhanden sind, welche weder durch die Vorbehandlungen noch durch die Chlorwäsche restlos zerstört werden, kann das aus der zweiten Chlor-Waschstufe abgegebene Gas einer Nachoxydation, z ß. mit ozon- oder chlordioxydhaltigen Waschflüssigkeiten unterworfen werden. Dabei werden nur geringe Mengen dieser verhältnismäßig teuren Oxydantien verbraucht. In Frage kommt auch eine Nachwäsche mit kmliumpermanganathaltigen Flüssigkeiten.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nunmehr an Hand der in der dreiteiligen Zeichnung dargestellten Desodorierungsanlage näher beschrieben.
Diese Anlage umfapt als wesentlichste Einrichtungen einen Wäscher 1 für die erste Chlor-Waschstufe, einen Wäscher 2 für die zweite Chlor-Waschstufe, eine Zufuhrleitung 3,4 für die zu desodorierende Abluft, in welche noch ein Vorwäscher 5 zwischengeschaltet ist. Vom Wäscher 1 gelangt die darin behandelte Abluft durch die Verbindungsleitung 6 in den Wäscher 2, und von diesem die gereinigte Luft über die Luftaustrittsleitung 7 zum Ventilator 43 in den Kamin 44.
Anstelle der in der Zeichnung dargestellten Füllkörpersçaschtürme 1, 2 und 5 können auch Venturiwäscher verwendet werden.
Vom Vorratsbehälter 8 für Chlorgas wird über die Chlor-Zufuhrleitung 9 Chlorgas an den Chlor-Injector 10 geliefert, durch welchen es in den Flüssigkeitskreislauf 11 injiziert wird. Durch den Kreislauf 11 wird Waschflüssigkeit aus dem Sumpf 12 des Wäschers 1 mittels der Pumpe 13 hochgepumpt und einerseits iiber die Zweigleitung 14 und die Sprühdiise 15 von oben der Abluftströmung entgegen auf die Füllkörperpackung 16 in einer mittleren Zone des Wäschers 1 aufgesprüht, und andererseits durch den Chlor-Injektor 10 und von diesem in die im Wäscher 1 unterhalb der Füllkörperpackung 16 und über dem Flüssigkeitsspiegel im Sumpf 12 gelegene Zone eingeführt und dort mittels der Düse 17 in Richtung der aus der Aus daß öffnung 4a der Zufuhrleitung 4 eintretenden Abluftströmung in die Abluft versprüht.
In der gezeigten Ausführungsform der Desodorierungsanlage gelangt die vorgewaschene Abluft aus dem weiter unten näher beschriebenen Vorwäscher 5 über die Zufuhrleitung 4 durch einen Tropfenabscheider 18 in den ersten Chlorwäscher 1 und in diesem, mit aktivem Chlor beladen, durch einen perforierten Tragrost 19 und durch die auf ihm liegende Füllkörperpackung 16 in den Raum oberhalb der Packung 16, in welchem sie im Gegenstrom aus der Düse 15 mit der Kreislaufflüssigkeit aus Sumpf 12 beladen wird, und weiter durch den Tropfenabscheider 20 hindurch in die Verbindungsleitung 6 zum Wäscher 2.
Der Wäscher 1 ist noch in üblicher Weise mit einem UeberlauE 12a zur Regelung des Flüssigkeitsniveaus im Sumpf 12 und mit einer Flüssigkeitsableitung 12b für aus der Packung 16 nach unten heraustropfende Flüssigkeit in den Sumpf 12 versehen.
Schließlich ist der Wäscher 1 noch mit einer Steuereinrichtung zur Regelung des pII-Wertes der Flüssigkeit in Kreislaufleitung 11 und Sumpf 12 versehen, die weiter unten beschrieben werden soll.
Der Wäscher 2 besitzt in seiner mittleren Zone eine derjenigen in Wäscher 1 ähnliche, auf einem Gitterrost 29 ruhende Füllkörperpackung ?6 und einen Sumpf 22 mit Ueberlauf 22a, und eine Kreislaufleitung 21, durch welche mittels einer Pumpe 23 Flüssigkeit aus Sumpf 22 in den oberen Teil des Wäschers 2 hinaufgepumpt und dort aus der Düse 25 in Strömungsrichtung in die aus wäscher 1 zugeführte Luft eingespritzt wird.
In die Kreislaufleitung 21 wird unter noch weiter unten näher zu beschreibender pil-Kontrolle laufend aus einen- Laugentarlk 40 bis zu 30 %-ige IXatronlauge über eine Laugenzuleitung 24 zugeführt. Ebenfalls gesteuert durch die weiter unten beschriebene ph-Kontrolle kann aus der Kreislaufleitung 21 des Wäschers 2 über die Ueberleitung 27 Kreislaufflüssigkeit in die Kreislaufleitung 11 des Wäschers 1 überführt werden.
Schliehlich ist Wäscher 2 noch mit einem Ueberlauf 22a versehen, und das Niveau der Flüssigkeit im Sumpf 22 wird durch ein Schwimmerventil 4L eingehalten, welches den Zufluß von enthärtetem Wasser aus einem Enthärter 55 über die Weichwasserzuleitung 42 steuert.
Aus dem Wäscher 2 gelangt die darin gereinigte Abluft durch einen Tropfenabscheider 28 in die Abluftleitung 7, und aus der letzteren z.. über ein Gebläse 43 in den Kamin 44. Die durch den Kamin 44 in die Außenluft abgeblasene Abluft wird mittels Chlormeßsonde 45 laufend auf die Anwesenheit von freiem Chlor im Kamin überprüft; stellt die Sonde freies Cl.2 fest, so schließt das C12-Regelgerät 46 über die elektrische Leitung 47 das Ventil 47a in der Chlor-Zuleitung 9.
Durch die Meßsonde 4 ) im Kamin 44 entnommene Gas proben werden mit mittels der Dosierpumpe 48 dosierten Mengen von Natronlauge und enthärtetem Wasser, die im mit einem die Dosierpumpe 48 steuernden pH-Kontrollgerät 4<)a versehenen Mischgefäß 49 gemischt werden, in Absorptionsgefäß 50 zusammen gebracht und dem C12-Regelgerät zugeführt, von wo die Flüssigkeit in den Sumpf 22 des Wäschers 2 abgeführt werden kann.
Im folgenden wird nun die Regulierung des Gehalts an aktivem Chlor und des pH-Wertes der in den Wäschern 1 und 2 eingesetzten Waschflüssigkeiten beschrieben. Der Gehalt an aktivem Chlor im gesamten System der Wäscher 1 und 2 wird durch ein Cl-Regelgercit 56 bestimmt, welches iiber die elektrische Leitung 57 das Ventil 57a in der Chlor-Zuleitung 9 auf- oder zusteuert, je nachdem, ob im System die Zufuhr an freiem Chlor verstärkt oder verringert werden muß, um einen vorgegebenen Sollwert einzuhalten. Das C12-Regelgerät 56 erhält seine Meßflüssigkeit aus dem Mischgefä 59, in welchem über die I,eitung 59a diese Meßflüssigkeit in intensiven Kontakt mit einem Teilstrom des Austrittgases des Wäscher 1 gebracht wird.
Die dem Mischgefäß 59 iiber die Leitung 51 zufließende Flüssigkeit besteht aus einem durch die Dosierpumpe 58 geregelten Wasserstrom und einem durch die Dosierpumpe 54 geregelten kleinzell Flijssigkeitstrom aus dem mit pH-Transmitter 53 versehenen pH-Meßgefäß 52, Das pH-Meßgefäß 52. wird über Leitung 51 mit Kreislaufflüssigkeit des Wäschers 1 gespeist.
Der plI-Transmitter 53 steuert dabei, falls der pH-Wert im pH-Meßgefäß 52 zu stark absinkt, über Leitung 53a das Ueberleitungsventil 60 auf, wodurch Kreislaufflüssigkeit von höherem pH-Wert aus der Kreislaufleitung 21 des Wäschers 2 durch die Ueberleitung 27 in die Kreislaufleitung 11 des Wäschers 1 fliesen und den pH-Wert der in letzterer zirkulierenden Flüssigkeit erhöhen kann.
Der pH-Wert der in der Kreislaufleitung 21 des Wäschers 2 zirkulierenden Flüssigkeit wird durch das mit pll-Transmitter 63 versehene pH-Meßgerät 62 überwacht, welchem ein Teil der genannten Flüssigkeit über die Zweigleitung 61 zugeführt wird.
Sinkt der pH-Wert der Flüssigkeit in der Kreislaufleitung 21 zu sehr ab, so steuert der pII-Transmitter 63 das Ventil 64 in der Laugenzuleitung 24 auf, wodurch Lauge aus Tank 40 in die Kreislaufleitung 21 gelangt und den pH-Wert der in dieser zirkulierenden Flüssigkeit wieder erhöht. Die aus dem Meßgefäß 62 abfließende Meßflüssigkeit kann dem Sumpf 22 des Wäscrs 2 zugeführt werden.
Eine elektrische Verriegelung, die im Schema nicht dargestellt ist, schaltet die Dosierpumpe 65 immer dann ein, wenn das Chlorventil 57a geöffnet ist. Dosierpumpe 65 und Chlorventil 57a sind so aufeinander abgestimmt, daß die Zuflüsse von Chlor und atronlauge im selben stöclriometrischen Verhältnis stehen wie im Molekül NaCl.
Wenn die chemische Beschaffenheit der stinkenden Luftverunreinigung keine Vorreinigung erforderlich macht, so kann die Abluft durch die Zuleitung 4 direkt in den Wäscher 1 eingeleitet werden.
Sind jedoch ohne Chlorzusatz absorbierbare Stinkstoffe oder die Chlorbehandlung störende Stoffe in der Abluft vorhanden, so wird sie über die Zuleitung 3 zunächst dem Vorwäscher 5 zugeführt.
Dieser ist analog den Wäschern 1 und 2 mit einer Füllköperpackung 3G versehen und besitzt: einen Sumpf 32 mit Ueberlauf 32a.
Aus dem Sumpf 32 führt eine Kreislaufleitung 31 in den über der Füllkörperpackung 36 befindlichen Raum des Vorwäschers 5. In der Leitung 31 ist eine Pumpe 33 vorgesehen, welche die Waschflüssigkeit des Vorwäschers 5 in diesen Raum hinaufpumpt und darin in StrömungsrichtUng aus einer Düse 35 in die aus Leitung 3 eingeführte Abluft versprüht. Die zur Vorwäsche erforderliche Salzsäure wird der Kreislaufleitung 31 aus einem Salzsäure-Vorratsbehälter 38 über die HCl-Leitung 39 zugeführt. Der pH-Wert der durch die Kreislaufleitung 31 zirkulierenden Flüssigkeit wird in einem pH-Meßgefäß 34 mit pH-Transmitter 34a überwacht, welchem Meßflüssigkeit über Zweigleitung 31a zugeführt wird. Der pil-Transmitter 34a steuert über die elektrische 1eitung 30 das in der HCl-ZufltlßleitunS, 39 befindliche Ventil 30a auf, wenn der pH-Wert in der Kreislaufleitung 31 zu sehr ansteigt. Aus dem MeDgeEciß 34 abfließende Meßflüssigkeit kann in den Sumpf 32 des Vorw'-chers 5 zurticlcgelc-ivet werden.
Das Verfahren nacli der Erfindung gestattet es, einerseits in der zweiten Arbeitsstufe (Waschflüssigkeit 22) eine hohe Konzentration an aktivem Chlor und gleichzeitig eine hohe Konzentration an aktivem Alkali zu erhalten, also an unverbrauchten Chemikalien, während andererseits aus der ersten Arbeitsstufe (Waschflüssigkeit 12) eine verbrauchte Waschflüssigkeit abgeleitet wird, die arm an aktiven Chemikalien ist. Dadurch wird erreicht, daß zwar bei hohem aktivem Chlorspiegel gearbeitet werden kann, gleichwohl aber keine unwirtschaftlich hohen Mengen an aktivem Chlor oder aktivem Alkali beim Erneuern der Waschflüssigkeit verloren gehen und auch bei Schwankungen des Stinkstoffgehalts der Abgase zuverlässig praktisch chlorfreies gereinigtes Gas an die Umgebung abgegeben wird, ohne das teures Chlordioxyd oder andere starke Oxydationsmittel wie Kaliumpermanganat eingesetzt werden müssen.
In der oben beschriebenen Anlage werden die Kreislaufleitwngen und Zweigleitungen zu den Meßgeräten vorzugsweise aus PVC, die anderen Leitungen vorzugsweise aus Polyäthylen ausgeführt.
RatürlicLI kann auch jedes andere geeignete säure- bzw. laugenfeste Material hierfür verwendet werden.
Nachfolgend wird der Betrieb der erfindungsgemäßen Anlage noch an Hand einer Anzahl von Ausführungsbeispielen erläutert.
Beispiel 1.
Bei der Biosynthese von Cephalosporin werden grosse Luft mengen durch Fermenter geleitet und dabei mit scllwefelhaltigen, flüchtigen, ekelerreend riechenden organischen Substanzen verschmutzt. Mehrere Fermenter sind an eine Sammelleitung angeschlossen und geben wechselnde Mengen an Stinkluft ab, entsprechend dem jeweiligen Stand der diskontinuierlich ablaufenden Fermentationsvorg'änge. Die gesammelten Stinkluftmengen enthalten zeitweise bis 1 % C02, aber wenig bis gar kein Amin.
Zum Desodorieren der Abluft verwendet man die oben beschriebene Anlage ohne den Vorwäscher 5; die zu behandelnde Abluft wird also direkt durch die Zuleitung 4 in den ersten Waschturm (Wäscher 1) geleitet. Der Laugentank 40 wird mit 10 %-iger Natronlauge beschickt. Der pH-Regler 63 sorgt dafür, daß der.
pH-Wert in der im zweiten Turm (Wäscher 2) zirkulierenden Flüssigkeit oberhalb 8,5 gehalten wird. Fällt der pH-Wert unter 8,5, so öffnet der pH-Transmitter 63 das Ventil 64.
Zur kontinuierlichen Erneuerung der Kreislaufflüssigkeit in Kreislaufleitung 11 des ersten Turmes werden stündlich 10 Gewichts-% der zirkulierenden Flüssigkeit aus der Druckleitung zwischen Pumpe und Turm 1 entnommen und über eine nicht gezeigte Ableitung in die Kanalisation geleitet.
Eine Scl1wimmer-Regulierung sorgt für Fris chwas s erzusatz.
Der pII-lJert im ersten Waschturm wird zwischen 6,3 und 6,8 gehalten. I-Iierzu wird, wenn er unter 6,5 absinkt, Ventil 60 in der Ueberleitung 27 aufgesteuert und Flüssigkeit von höherem pH aus Kreislaufleitung 21 wird in Kreislaufleitung 11 geleitet.
Der C;ehalt an aktivem Chlor wird durch C12-Zusatz gemäß Steuerung durch das C12-Meßgerät bei 0,2 g/l gehalten. Durch den Abluftstrom wird Chlor aus dem ersten Turm in den zweiten mitgenommen. Wie in der allgemeinen Beschreibung der Erfindung dargelegt wird, wird gleichzeitig mit dem Chlorzusatz in den ersten Chlorwaschturm eine stöchiometrische Menge Natronlauge in den zweiten Chlorwaschturm gegeben. Im kontinuierlichen Betrieb stellt sich im zweiten Turm ein Chlorgehalt zwischen 1 und 5 g/lein.
Die aus dem Turm 2 abströmende Luft ist frei von störenden Chlorniengen. Das System arbeitet zeitlich unbegrenzt stabil, trotz Schwankungen des Gehaltes an Stinkstoffen infolge Zu- oder Abschalten von Fermentern.
Das erläuterte Reinigungsverfahren ergibt eine überraschend bessere Desodorierung und verbraucht nur einen-Brtlchteil von iaOsl und Chlor, verglichen mit anderen ein- oder zweistufigen Abluft-Waschverfahren.
Die aus dem ersten Turm abgeleitete Flüssigkeit enthält neben geringen Mengen an Chlor im wesentlichen NaCl und keine ins Gewicht fallenden Mengen an uriverbraucht em Alkali.
Beispiel 2 Es wird die mit Vorwäscher 5 ausgerüstete Anlage verwendet.
Der Kreislaufflüssigkeit des Vorwaschturmes (Vorwäscher 5) wird Eisenchelat des Tetranatrium-äthylendiamintetraacetats in Mengen von ca. 2 % zugesetzt. Das Chelat katalysiert die Oxydation von Schwefelverbindungen durch Luftsauerstoff.
Durch diese Voroxydation kann mehr als die Hälfte der gemäss Beispiel 1 erforderlichen Chlormengen eingespart werden.
3 Im Beispiel l wurden pro 1000 m Abluft 120 g Chlor verbraucht.
Bei Voroxydation verringert sich der Verbrauch pro 1000 m3 Abluft auf ca. 50 g Chlor. Der Verbrauch an NaOH ist auf Gewicht bezogen - etwa gleich gross wie derjenige von Chlor und vermindert sich durch die Voroxydation ebenfalls.
Beispiel 3 Faulschlamm einer Abwasser-Reinigungsanlage wird durch Erhitzen in eine für die Filtration geeignete Form gebracht.
Dieser Vorgang der thermischen Konditionierung führt zur Entwicklung geruchsintensiver Gase, deren Hauptmenge durch Verbrennen vernichtet wird. In der Praxis läßt es sich jedoch nicht vermeiden, daß die Raumluft der Filtrationshalle mit Stinkstoffen verschmutzt wird.
Zur Reinigung der abgesaugten Raumluft wird die ohen beschriebene Anlage mit drei Waschtürmen verwendet, wobei der zweite und dritte Turm wie im Beispiel 1, jedoch bei anderen pH-Werten betrieben werden.
Der erste Waschturm (Vc>rwäscher 5), welcher <len beiden anderen Waschtürmen vorgeschaltet ist, wird mit Wasser betrieben, dem Salzsäure zugesetzt worden ist. Der pH-Wert soll unter 2 liegen. Durch diese Vorwäsche werden Ammoniak und Amine ausgewaschen. Der zweite Waschturm (Wäscher 1), in dessen Waschflüssigkeitskreislauf elementares Chlor zugesetzt wird, wird auf einen pII-Wert von 7,5 bis 8,5 geregelt,wodurch ein optimales Oxydationspotential eingestellt wird. Diese Regelung erfolgt durch Zusatz von Kreislaufflüssigkeit as dem dritten Waschturm (Wäscher 2). Der pIl-Wert im letzten Waschturm wird durch Zusatz von 10 %-iger Natronlauge zwischen 9,0 und 10,0 gehalten.
Die gereinigten Luftmassen ergeben in der Umgebung keine Geruchsbelästigung. Der Verbrauch von Chlor und Natronlauge 3 ist annähernd gleich hoch und beträgt 5 g je lOOO m Abluft.
Der Gehalt an aktivem Chlor in der Flüssigkeit des zweiten Waschturmes liegt zwischen 0,5 und 2 g/l, derjenige im dritten Turm zwischen 6 und 10 g/l. Der Chlorverbrauch 3 pro 1000 m Abluft beträgt 14 g, der Verbrauch an NaOH (100 %) 20 g.
Beispiel 4 15 000 m3/h Abluft aus einer Produktionsanlage für organische Chemikalien sind durch schwefelhaltige, geruchsintensive Substanzen verschmutzt. Zur Reinigung dient eine Anlage mit drei Gaswaschstufen, wobei der in Beispiel 1 verwendeten Anlage noch ein Nachwaschturm nachgeschaltet wird.
Die erste Stufe (Wäscher 1) wird bei einem pH von 7 bis 8, die zweite Stufe (Wäscher 2) bei einem pH von 9 bis 9,5 betrieben.
Der pH-Wert der zweiten Stufe wird durch Zusatz von NaOEI geregelt, derjenige der ersten Stufe durch Zufluß- von Waschflüssigkeit aus der zweiten Stufe durch die Ueberleitung 27.
Der Chlorgehalt der ersten Waschstufe wird durch Zusatz von gasförmigem Chlor in die Druckleitung (Injektor 10) der Flüssigkeitsumwälzpumpe auf 0,5 bis 1 g/l eingestellt.
Ein Nachwaschturm derselben Konstruktion wie der Vorwäscher 5 wird mit der Ableitung des Wäschers 2 so verbunden, daß Zuleitung 3 des Vorwäschers 5 and den Flansch 3a am Ausgang des Turmes 2 und der Auslaßflansch 7a des Vorwäschers 5 an die Luftaustrittsleitung 7 angeschlossen ist. Als Waschmedium für den dritten Turm wird schwach ozonhaltiges Wasser oder Wasser mit ca. 5 g/l Chlordioxyd und einem pH von 6 verwendet.
Der dritte Waschturm hat einen unabhängigen Flüssigkeitskreislauf, ohne Verbindung zu den Türmen 1 und 2. Dieser Turm dient dazu, Reste geruchsintensiver Substanzen zu zerstören, die durch das Behandeln mit Chlor nicht erfaßt worden sind.
Da die Hauptmenge der oxydierbaren Substanzen in den Türmen 1 und 2 vernichtet wird, ist der Verbrauch an Ozon oder Chlordioxyd gering und liegt, ausgedrückt als Chlor-Aequivalent, unter 15 % des Chlorverbrauches im Turm 2.
Beispiel 5.
3 Etwa 5000 m3/h gesammelte Abluft einer Produktionsanlage für organische Chemikalien enthält in zeitlich stark schwankenden Mengen intensiv riechende Stoffe wie Amine, Schwefelwasserstoff, Mercaptane und Thioäther, sowie auch Spuren von Netalloxyden und Salzen in Aerosolform.
Zur Reinigung dient eine Abluftwaschanlage mit vier Waschtürmen,von denen der erste Turm dem Vorwäscher 5 der eingangs beschriebenen erfindungsgemäßen Anlage und der zweite Turm dem Wäscher 1 entspricht. Der dritte Turm ist in die Verbindungsleitung 6 zwischengeschaltet und entspricht in Konstruktion und Ausrüstung dem Wäscher 1, und der vierte Turm entspricht dem Wäscher 2. Waschflüssigkeit des ersten Turmes ist Schwefelsäure von 10 %, die solange benützt wird, bis ihr Gehalt unter 1 % abfällt. Die folgenden Waschtürme werden mit Waschflüssigkeit betrieben, die aktives Chlor enthält. Der pH-Wert wird im zweiten Turm zwischen 6,5 und 7,0 im dritten Turm zwischen 7,5 und 8,0 und im letzten Turm zwischen 9,0 und 9,5 gehalten.
Die Flüssigkeitsbehälter aller vier Türme sind mit einer Niveau-Regulierung ausgestattet, die Frischwasser zuführt, sobald ein eingestelltes Niveau unterschritten wird. Eine begrenzte Ueberschreitung dieses Niveaus ist jedoch zulässig.
NaOH-Lösung von 20 % wird nur im vierten Turm zur Regelung des pH-Wertes eingesetzt. Der pH-Wert des dritten Turmes wird durch Zusatz von Waschflüssigkeit aus dem vierten Turm geregelt, der pH-Wert des zweiten Turmes durch Zusatz von Waschflüssigkeit aus dem dritten Turm. Vor dem zweiten Turm wird je nach Bedarf kontinuierlich oder absatzweise elementares Chlor in das Gas zugemischt (Injektor 10), wobei die Chlor-Menge wie folgt geregelt wird: Dem zweiten Turm werden kontinuierlich 10 l/h Waschflüssigkeit entnommen und mit einem konstanten Wasserstrom von 90 l/h verdünnt. Der resultierende Flüssigkeitsstrom wird durch eine Füllkörper-Kolonne (100 mm ç ç 500 mni Höhe) geleitet. Diese Kolonne wird von einem Teilstrom von 100 m³/h des Austrittsgases aus dem zweiten Turm durchströmt. Nachdem die Flüssigkeit in der beschriebenen Kolonne in intensiven Kontakt mit dem Austrittsgas aus dem zweiten Turm gebracht worden ist, durchströmt sie ein Chlorüberschuss-Meßgerät. Ein Maximum-Minimum-Kontakt dieses Meßgerät es steuert die Chlorzugabe im zweiten Turni in einstellbaren Grenzen.
Durch die geschilderten Maßnahmen wird die Chlorzugabe nicht nur vom Chlorgehalt der Waschflüssigkeit des zweiten Turmes abhängig gemacht, sondern auch vom Chlorgehalt des Gases zwischen dem zweiten Turm und dem dritten Turm.
Trotz grosser Schwankungen an oxydierbaren Substanzen im Abgas und trotz eines wechselnden Gehaltes an aktivem Chlor in den Waschflüssigkeiten des zweiten bis vierten Turmes ermöglicht die Anlage eine praktisch vollständige Desodorierung bei einem Chlorverbrauch unter 8 kg/Tag.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Desodorieren von vorzugsweise CO2-haltigen Abgasen in mindestens zwei Waschstufen unter Zufuhr von aktivem Chlor, wobei ein Strom des zu desodorierenden Abgases in einer ersten Chlorwaschstufe der Einwirkung einer aktives Chlor enthaltenden Waschflüssigkeit und in einer nachfolgenden Chlorwäsche der Einwirkung einer ebenfalls aktives Chlor enthaltenden Waschflüssigkeit von alkalischem pH unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß (a) das zugeführte Chlor praktisch chlordioxydfrei ist, (b) in mindestens einer der Waschstufen ein Gehalt von mindestens 0,02 g an aktivem Chlor je Liter Waschflüssigkeit aufrechterhalten wird, und (c) der pH-Wert der Waschflüssigkeit in der ersten von den Abgasen durchströmten Waschstufe zwischen 4 und 9 und (d) der pH-Wert der Waschflüssigkeit in der nachfolgenden Waschstufe zwischen 7 und 11 gehalten wird, wobei der pH-Wert in der nachfolgenden Waschstufe um 0,3 bis 4 über dem pH-Wert in der ersten Stufe gehalten wird, und (e) aktives Alkali in angenähert stöchiometrischer Menge berechnet auf das insgesamt zugeführte aktive Chlor in eine nachfolgende Waschstufe zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhaltung der aktives Chlor enthaltendenWaschflüssigkeit dem zu desodorierenden Abgas vor seiner Einführung in die erste Chlor-Waschstufe gasförmiges Chlor zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhaltung der aktives Chlor enthaltenden Waschflüssigkeit Chlor in die Waschflüssigkeit injiziert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wässerige Hypochloritlösung, vorzugsweise Natriumhypochloritlösung,als Spender für aktives Chlor verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das verbrauchte Alkali in den Waschflüssigkeiten durch Eingabe von frischem Alkali, vorzugsweise Natronlauge, in die nachfolgende Chlor-Waschstufe ersetzt wird und hierbei gegebenenfalls aktives Chlor enthaltende Waschflüssigkeit aus der nachfolgenden in die erste Waschstufe entweder kontinuierlich überführt oder vorzugsweise in Abhängigkeit vom pH-Wert der ersten Chlor-Waschstufe zudosiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zu desodorierende Abgas mindestens 0,05 Volumenprozent C02 enthält.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend der Verarmung der ersten Waschstufe an Chlor laufend oder in vom pH-Wert der ersten Stufe geregelten Mengen Waschflüssigkeit aus der nachfolgenden in die erste Chlor-Waschstufe zurückgeleitet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an aktivem Chlor in der Waschflüssigkeit der nachfolgenden Chlor-Waschstufe höher als derjenige in der ersten ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an aktivem Chlor in der Flüssigkiet der nachfolgenden Chlor-Waschstufe ein vielfaches, vorzugsweise etwa das Doppelte bis Zwanzigfache, der Konzentration an aktivem Chlor in der Flüssigkeit der ersten Chlor-Waschstufe beträgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die nachfolgende Chlorwaschstufe gleichzeitig oder in kurzer Zeitfolge Alkali (z.B. NaOH oder Na2CO3) zugesetzt wird, sobald der ersten Chlorwaschstufe aktives Chlor zugesetzt wird, welches nicht aus der Waschflüssigkeit der nachfolgenden Chlorwaschstufe stammt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an aktivem Chlor in der Waschflüssigkeit der ersten Chlor-Waschstufe etwa 0,1 bis 3 g pro Liter Waschflüssigkeit beträgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und der nachfolgenden Chlor-Waschstufe eine Zwischenwaschstufe eingeschaltet ist, in welcher das Abgas der Einwirkung einer Waschflüssigkeit mit einem pH-Wert zwischen demjenigen der ersten und dem der letzten Chlor-Waschstufe unterworfen wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und der nachfolgenden Chlor-Waschstufe eine Zwischenwaschstufe eingeschaltet ist, in welcher das Abgas der Einwirkung einer Waschflüssigkeit mit einem pH-Wert zwischen demjenigen der ersten und dem der letzten Chlor-Waschstufe unterworfen wird.

14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu desodorierende Abgas vor der Einleitung in die erste Chlor-Waschstufe mindestens einer Vorwäsche unterworfen wird.

15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwesenheit von Aminen im Abgas das letztere einer sauren Vorbehandlung unterworfen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dap die Waschflüssigkeit bei der sauren Vorbehandlung salzsauer oder schweferlsauer ist.

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit bei der Vorwäsche Oxydationskatalysatoren enthält, mit deren Hilfe oxydierbare Bestandteile des Abgases mit dem Sauerstoff der Luft zur Reaktion gebracht werden.

18. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dap zwei Vorwäschen verwendet werden, von denen die eine mit einer sauren und die andere mit einer oxydierenden Waschflüssigkeit arbeitet.

19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der nachfolgenden Chlor-Waschstufe abgegebene gereinigte Gas einer Nachoxydation unterworfen wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dap zur Nachoxydation eine ozonhaltige Waschflüssigkeit verwendet wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dap zur Nachoxydation eine chlordioxydhaltige Waschflüssigkeit verwendet wird.

22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Nachoxydation eine kaliumpermanganathaltige Waschflüssigkeit verwendet wird.

23. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Waschflüssigkeit in der nachfolgenden Chlorwaschstufe um 7,5 bis 8,5 gehalten wird.

L e e r s e i t e