DE2811646C3

DE2811646C3 - Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgas

Info

Publication number: DE2811646C3
Application number: DE19782811646
Authority: DE
Inventors: Günter 6367 Karben Rittinger
Original assignee: Laboratorium fuer Adsorptionstechnik GmbH
Current assignee: Laboratorium fuer Adsorptionstechnik GmbH
Priority date: 1978-03-17
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1982-02-25
Also published as: DE2811646B2; DE2811646A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgas, das zusätzlich Sauerstoff enthält, eine Temperatur im Bereich von 30 bis 120⁰C aufweist und zu etwa 35 bis 90% mit Wasserdampf gesättigt ist. mittels im Festbett angeordneter, mit einer Jodimprägnierung von 0,2 bis 5 Gew.-% versehener Aktivkohle zur katalytischen Oxidation des SO2 zu Schwefelsäure, wobei das Abgas im Gleichstrom mit abfließender Schwefelsäure, deren Konzentration mehr als 30% beträgt, von oben nach unten durch das A.ktivkohlebett geleitet und das Aktivkohlebett mit Wasser oder verdünnter Schwefelsäure bedüst wird.

Ein solches Verfahren ist aus der DE-AS 11 39 817 bekannt; das jodimprägnierte Aktivkohlebett wird dabei kontinuierlich bedüst. Beim Verfahren gemäß DE-PS 16 19 880 wird SO₂-haltiges Abgas mittels Aktivkohle gereinigt und durch stoßweises Bedüsen Schwefelsäure aus dem Aktivkohlebett ausgewaschen. Das Auswaschen eines beladenen Bettes erfolgt jedoch dann, wenn das Bett nicht in den Adsorptionsbetrieb geschaltet ist. Nach dem Auswaschen wird das Bett separat getrocknet, wofür eine Zeitspanne von 20 bis 40 Minuten gebraucht wird. Erst dann kann das Bett wieder umgeschaltet und erneut zur Adsorplion verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aktivkohlebett ununterbrochen im Adsorptionsbetrieb zu halten, auch während es bedüst wird. Dabei soll bei hoher katalytischer Leistung der Aktivkohle ein niedriger SOj-Gehalt im Reingas erzielt werden Erfiiidungsgemäß wird dies beim eingangs genannten Verfahren dadurch erreicht, daß die Bedüsung während des Adsorptionsbetriebs diskontinuierlich erfolgt und zwischen zwei Bedüsungsphasen ein Zeitabstand ν·>η mindestens 5 Betriebsstunden liegt. In der Zeitspanne zwischen zwei Bedüsurgsphasen wirkt das zu reinigende Gas trocknend auf das Aktivkohlebett. Meistens kann die rroeknungszuit, während der eine Bedüsung unterbleibt, auf mehr aiii 12 Belfiebssfunden ausgedehnt werden. Die in der Bedlisungszeit aufgegebene Wassermenge soll etwa 0,2 bis 1,251, vorzugsweise 0,5 bis 0,9 1 Wasser pro kg in der Gesamtperiode (Bedüsung+Tfokkenzeit) gebildeter Schwefelsäure betragen. In der Bedüsungsz.eil sinkt di<s I-hSO^Könzentration auf ca. '10% ab, steigt aber anschließend wieder auf den stationären Wert an.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das Bedüsungswasser pro Stunde in einer Menge von 0,05 bis 0,2 1 Wasser pro kg Aktivkohle aufzugeben. Da der Diffusionsvorgang der Schwefelsäure aus den Poren der Kohle in den Flüssigkeitsfilm Zeit erfordert, ist eine höhere Wasserbelastung unzweckmäßig.

Die durch die Schwefelsäure ausgewaschene Jodmen-

jo ge liegt unter 10 mg pro Liter abfließender Schwefelsäure, meist sogar unter 1 mg/1 und stört für die meisten Verwendungszwecke nicht. Das Jod, das als HJ vorliegt, kann gegebenenfalls mit Gas aus der Schwefelsäure ausgeblasen werden. Bei herkömmlichen Verfahren mit

η kontinuierlicher Wasserbedüsung fällt eine Schwefelsäure einer Konzentration von unter 20%, im allgemeinen von ca. 10% an. Falls man hierzu jodimprägnierte Aktivkohle verwendet, lösen sich in dieser verdünnten Schwefelsäure ca. 150 mg Jod pro Liter Säure, weil Jod darin leichter löslich ist als in konzentrierterer H2SO4.

Die Form ucs Jodzusatzes zum Imprägnieren der Aktivkohle ist von untergeordneter Bedeutung. Sie kann z. B. als Elementarjod. Jodwjisserstoff. Jodid oder

■Ti Salz einer Sauerstoffsäure des Jods erfolgen. Durch die Anwesenheit von H?SO«. SO2 und O2 werden auf der jodimprägnierten Aktivkohle in jedem Fall |odw,isser stoff und auch elementares |od gebildet, welche neben der Aktivkohle den entscheidenden Beitrag zur

V) katalytischen Wirkung leisten.

Das nachfolgende Beispiel erläutert die Anwendung des Verfahrens zusätzlich.

In einer Versuchsanlage wird Abgas eines Kalzium ofens von SO; gereinigt. Das Gas nit einer Temperatur

v> von 80"C hat einen wechselnden SOj-Gehalt von 0.1 bis 0.2 Vol.-%. ist entstaubt und zu 100% mit Wasserdampf gesättigt. Der senkrecht stehende Versuchsreaktor enthalt Aktivkohle, die mit I Gew-% Jod in Form von Kaliumjodid imprägniert ist. Die Aktivkohle besteht aus zylindrischen, 4 mm großen Formlingen, die Schütthöhe des Aktivkohlebettes beträgt 150 cm. Das Gas hai eine Strömungsgeschwindigkeit von 20 cm/sec, bezogen auf den freien Querschnitt des Reaktors. Das Gas wird in einer¹ Menge von 160 mVh von oben nach unten durch die Kätälysalorschüttung geleitet. Am Reaktor-Eintritt war dem zu reinigenden Gas noch 20 m³/h auf 8O⁰C erwärmte Außenluft durch ein Gebläse zugeführt worden. In Zeitabständen von 36 Stunden werden

jeweils durch eine oberhalb der Katalysatorschüttung angebrachte Düse innerhalb von 2 Stunden 301 Wasser auf die Oberfläche des Katalysatorbettes gesprüht.

Der SOj-Gehalt im Reingas liegt zwischen 15 und 60 VoI. ppm entsprechend einem SOi-Umsatz von ca. 96 bis 99%. Die ablaufende Schwefelsäure hat eine Konzentration zwischen 36 und 48 Gew.-°/o. Im einzelnen werden folgende Werte gemessen:

Betriebszeit nach
Bedüsung

(Std.)

SCb-Umsatz

HiSO₄-Konzentration

(Gew.-%)

97 99

36
40

Betriebszeil nach
BedüsunB

(Std.)

SOi-Umsiiu

98
96

HjSO^-Konzentration

47 48

Der Jodgehalt der ablaufenden Schwefelsäure liegt unter 1 mg/1. Diese Versuchsergebnisse werden erhalten, nachdem der Aktivkohle-Katalysator bereits ca. 1700 Stunden unter verschiedenen Bedingungen im Versuchsbetrieb gelaufen war.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Abgas, das zusätzlich Sauerstoff enthalt, eine Temperatur im Bereich von 30 bis 120⁰C aufweist und zu etwa 35 bis 90% mit Wasserdampf gesättigt ist, mittels im Festbett angeordneter, mit einer Jodimprägnierung von 0,2 bis 5 Gew.-% versehener Aktivkohle zur katalytischen Oxidation des SO2 zu Schwefelsäure, wobei das Abgas im Gleichstrom mit abfließender Schwefelsäure, deren Konzentration mehr als 30% beträgt, von oben nach unten durch das Aktivkohlebett geleitet und das Aktivkohlebett

mit Wasser oder verdünnter Schwefelsäure bedüst wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedüsung während des Adsorptionsbetriebs diskontinuierlich erfolgt und zwischen zwei Bedüsungsphasen ein Zeitabstand von mindestens 5 Betriebsstunden liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedüsungswassermenge 0,2 bis 1,25 kg H₂O/kg gebildeter Schwefelsäure beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bedüsungsphase das Bedüsungswasser pro Stunde in einer Menge von 0,05 bis 0,2 l/kg Aktivkohle aufgegeben wird.