DE2818473A1

DE2818473A1 - Verfahren und vorrichtung zur entfernung von nitrosen gasen aus abluft und abgasen

Info

Publication number: DE2818473A1
Application number: DE19782818473
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Chem Dr Hofmann; Hans Ing Grad Holtz; Gerhard Dipl Chem Dr Wagner
Original assignee: Nukem GmbH
Current assignee: Nukem GmbH
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1979-11-08
Also published as: DE2818473C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von nitrosen Gasen aus
Abluft und Abgasen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung nitroser Gase aus Abluft und Abgasen durch Oxidation mit Wasserstoffperoxid.
In verschiedenen industriellen Zweigen fallen erhebliche Mengen art mit nitrosen Gasen beladener Abluft und abgasen an. Nitrose Gase stellen ein erhebliches tJmweltgift dar, ihre Emission sollte daher verhindert oder auf ein Minimum beschränkt werden. In der Li-tera tur sind viele Verfahren zur Beseitigung von nitrosen Gasen aus Abluftströmen beschrieben, und es ist an sich bekannt> daß man NO2 in einer H2O2-haltigen Waschlösung absorbieren kann U.S.-PS 3,733,393). Sehr viel schwieriger als die Beseitigung von NO2 ist diejenige von NO, da NO im Wasser nahezu unlöslich ist.
In nitrosen Gasen kommen aber sowohl Stickstoffdioxid als auch Stickstoffmonoxid vor.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung nitroser Gase aus der Abluft und den Abgasen durch Oxidation mit Wasserstoffperoxid zu finden, wobei nicht nur das NO2, sondern auch das NO möglichst quantitativ entfernt werden sollte.
Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit iiitrosen Gasen beladeneaAbluft und Abgase mit einem im Gasraum in feiner Tröpfchenform von 1 bis 20 um Gröpe vorliegenden Salpetersäure-Wasserstoffperoxid-Gemisch gewaschen und anschließend die Tröpfchen aus dem Gasstrom abgeschieden werden.
Vorzugsweise besitzen die Tröpfchen eine Teilchengr;ße von Weniger als 10 uni. Die Zusammensetzung der Salpetersäure-Wasserstoffperoxid-Mischung kann zwischen 0,5 bis 5 molar an HI3 und 1 bis 8 molar an H2O2 variiert werden. Besonders bewährt hat sich ein Gemisch aus 1 molarer HNO3 und 10%igem H2O2 im Mischungsverhältnis 1:2 bis 2:1.
Die außerordentlich große Austauschfläche zwischen dem als Aerosol verteilten HNO3 /H2O2-Gemisch und den nitrosen Gasen bewirkt an der Oberfläche und im Inneren des Aerosols nicht nur eine schnelle und völlige Umsetzung von NO2, sondern auch von NO zu HNO. Das HNO3/ H3O2-Gemisch mit der neu entstandenen HNO3 wird vorteilhafterweise im Kreislauf geführt. Durch die anwendung eines HNO3/H2O2-Gemisches wird gleichzeitig sichergestellt, daß sich kein sekundäres NO bildet.
Die Überführung der nitrosen Gase in Salpetersäure, die zum großen Teil in Form eines Aerosols vorliegt, würde jedoch e)e zusätzliche Behandlung des HNO3-Aerosols eine Abgabe von aerosolförmiger HNO3 an die Umwelt und damit nur eine geringfügige Verbesserung des zu lösenden Problems darstellen. Es ist daher notwendig, das Aerosol aus dem Gasstrom zu entfernen und die feinen Flüssigkeitströpfchen abzuscheiden.
In Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorteilhafterweise eine Vorrichtung verwendet, die im wesentlichen aus einem Scaktor und einer Filtereinheit besteht. Im Reaktor ist dabei eine Düse zur Zerstäubung des Salpetersäure-Wasserstoperoxid-Gemisches angeordnet. Dem Reaktor ist eine Filtereinheit,vorzugsweise mit einem Glasfasertiefbettfilter, zur Aerosolabscheidung nachgeschaltet. Hier erfolgt eine praktisch quantitative Abscheidung der HNO3-Aerosole, die im senkrecht stehenden Filterelement, nachdem sie verllüssigt wurden, nach unten hin ablaufen und über ein Ventil abgelassen werden können.
Die Abbildung zeigt schematisch eine beispielhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem Rcaktor (1) vorzugsweise aus Edelstahl und in der Größe auf die erforderliche Verweilziet des Gasgemisches ausgelegt, ist eine Zweistoffdüsse (2) angordnet, aus der ein Gemzscll aus Salpetersäure und Wasserstoff peroxid in äußerst feiner Verteilung als Aerosol dem mit nitrosen Gasen beladenen Abgas entgegenströmt, das über eine Rohrleitung (8) in den Reaktor (1) eingeleitet und über eine Rohrleitung (9) den Reaktor (1) verläßt. Ein Großteil des Salpetersäure-Wasserstoff peroxid-Gemisches schlägt sich mit den oxidierten und absorbierten Stickoxiden im Reaktor(1) nieder, wird in ein Vorratsgefäß (3) überführt und kann im Kreislauf wieder - nach Zusatz von H2O2 - auf die Düse (2) gegeben werden.
Der Gasstrom wird dann über die Rohrleitung (9) der Filtereinheit (4) zugeführt, die vorzugsweise aus einem Glasfasertiefbettfilter besteht, wo die restlichen Säurenebel abgeschieden und entfernt werden oder in das Vorratsgefäß (7) laufen. Über die Rohrleitung (5)verläßt der gereinigte Gasstrom die Anlage.
Um eine zu starke Ansammlung von HNO3, , und z.T. darin gelösten NO2 zu vermeiden, wird das Aerosolfilter gleichzeitig mit Wasser, oder gegebenenfalls bei höheren NOx-Konzentrationen mit schwach konzentrierter HNO3 im Gemisch mit wenig H2O2 über ein Düsensystem (6) besprüht. Die Waschlösung wird über den Vorratsbehälter (7) im Kreislauf geführt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden z.B. bei einer Rohgasbeladung von 2500 ppm NOx, wobei das Volumenverhältnls NO : i02 bei : 1 liegt, im Reingas Werte vom # 100 ppm NOx bie gleichmäßiger Abnahrae der NO- und NO2-Konzentration erzielt, wenn z.B. 1 molare HNO3 im Gemisch mit 10prozentigem H2O2 im Reaktor (1) eingedüst wird. Durch jeweilige Abstimmung der im Kreislauf geführten SXW\03 / H2O2-Menge und deren Konzentration auf die NOx-Beladung des Rohgases läßt sich eine Reingaskonzentration von zumindest 200 ppm NOx, im Normalfalle < 100 ppm, erzielen.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von nitrosen Gasen aus Abluft und Abgasen P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Verfahren zur Entfernung nitroser Gase aus Abluft und Abgasen durch Oxidation mit wasserstoffperoxid, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dap die mit nitrosen Gasen beladenenAbluft und Abgase mit einem im Gasraum in feiner Tröpfchenform von 1 bis 20 µm Größe vorliegenden Salpstersäure-Wasserstoffperoxid-Gemisch gewaschen und anschließend die Tröpfchen aus dem Gasstrom abgeschieden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchengröße weniger als 10 µm beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Salpetersäure-Wasserstoffperoxid-Mischung die Salpetersäure 0,5 bis 5 molar und das Wasserstoffperoxid 1 bis 8 molar ist
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus 1 molarer Salpetersäure und 10%iger Wasserstoffperoxidlösung im Verhältnis 1:2 bis 2:1 besteht.
5. Vorrichtung zur Entfernung nitroser Gase aus Abluft und Abgasen nach Anspruch 1 bis 4 im wesentlichen bestehen aus einem Reaktor und einer Filtereinheit, dadurch gekennzeichnte, daß im Reaktor (i) eine Düse (2) zur Zerstäubung eines Salpetersäure-Wasserstoffperoxid-Gemisches angeordnet ist.
6. Vorrichtung, nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit (4) aus einem Glasfasertiefilter bestent.