DE3021174A1 - Verfahren zur entfernung von oxidierbaren bestandteilen aus verunreinigten gasen - Google Patents

Verfahren zur entfernung von oxidierbaren bestandteilen aus verunreinigten gasen

Info

Publication number
DE3021174A1
DE3021174A1 DE19803021174 DE3021174A DE3021174A1 DE 3021174 A1 DE3021174 A1 DE 3021174A1 DE 19803021174 DE19803021174 DE 19803021174 DE 3021174 A DE3021174 A DE 3021174A DE 3021174 A1 DE3021174 A1 DE 3021174A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
adsorbent
reactor
line
regeneration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803021174
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Carl Sehestedt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Topsoe AS
Original Assignee
Haldor Topsoe AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Haldor Topsoe AS filed Critical Haldor Topsoe AS
Publication of DE3021174A1 publication Critical patent/DE3021174A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

1A-53 670
Anm.: Haldor Topsjrfe / oU2 I I /4
Beschreibung
Verfahren zur Entfernung von oxidierbaren Bestandteilen aus verunreinigten Gasen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von oxidierbaren, insbesondere gasförmigen, verunreinigenden Bestandteilen aus Gasströmen, insbesondere Luft.
In einer Reihe von Industrien wie z.B. Druckerein, Farb- und Lackfabriken, polymerverarbeitenden Betrieben, lebensmittel- und futterverarbeitenden Betrieben, chemischen Betrieben sowie in einer langen Reihe von kleineren Betrieben werden während der Produktion oxidierbare Schwebstoffe und Gasarten gebildet, die übelriechend, feuergefährlich und/oder giftig sein können. Diese Stoffe werden mit Luftströmen entfernt und aus wirtschaftlichen Gründen oft ohne vorhergehende Reinigung direkt in die Atmosphäre gesandt. Immer schärfere Vorschriften seitens der Behörden und steigende Forderungen seitens der Öffentlichkeit machen indessen in steigendem Grad eine Reinigung solcher Luftströme notwendig, auch in Fällen, wo es bis jetzt rieht erforderlich gewesen ist. Die Reinigung solcher Luftströme ist teuer und technisch schwierig, weil oft von großen Mengen, bis zu 100 000 Nm5/h die Rede ist, die gewöhnlich kleine Mengen, unter etwa 1,5 g/Nnr der zu entfernenden Stoffe enthalten.
Die bekannten Verfahren zur Reinigung der Luftströme lassen sich ungefähr in vier Kategorien aufteilen: Auswaschen, Adsorption, thermische Oxidation und katalytische Oxidation.
/2
030050/0913
Das Auswaschen erfolgt typisch durch Wasser, oft unter Zusatz von Chemikalien, die mit den unerwünschten Stoffen im Luftstrom reagieren. Der Nachteil bei diesem Verfahren ist außer seiner Kostspieligkeit, daß das tatsächliche Problem, und zwar die Unschädlichmachung der unerwünschten Stoffe, nur teilweise gelöst wird, indem diese Stoffe bloß in das Wasser überführt werden.
Die Adsorption erfolgt am häufigsten auf Aktivkohlen. Das größte Problem dieses Verfahrens ist, daß die Regeneration der Aktivkohlen, die erforderlich ist, um das Verfahren genügend wirtschaftlich zu machen, nicht ganz befriedigend vorgenommen werden kann. Die Ursache ist die, daß die Regenerationen einer oxigenfreien Atmosphäre erfolgen muß, welche typisch eine Atmosphäre aus überhitztem Dampf sein wird. Viele der aus der Kohle zu entfernenden Stoffe neigen zur Bildung von Polymerisationsprodukten, die die Poren der Kohlenteilchen verstopfen. Eine teilweise Entfernung dieser Polymerisationsprodukte kann durch Aufrechterhaltung von Temperaturen in der oxigenfreien Atmosphäre im Bereich 700 bis 8000C erfolgen, aber bei so hohen Temperaturen findet eine Desaktivierung der Aktivkohle statt. Andere Adsorbentien wie z.B. Molekularsiebe und feuerfeste keramische Oxide, beispielsweise Aluminiumoxid, AIpO,, können auch verwendet werden. Molekularsiebe sind jedoch beträchtlich teurer als Aktivkohlen und feuerfeste keramische Oxide habeneine geringere Adsorptionskapazität als Aktivkohlen. Ein Vorteil dieser nicht brennbaren Adsorbentien besteht darin, daß sie durch Luft regeneriert werden können.
Thermische Oxidation zeichnet sich dadurch aus, daß sie ein relativ betriebsicheres Verfahren ist. Der Nachteil bei dem Verfahren besteht darin, daß die Erhitzung der großen Luftmengen bis auf 700 bis 8000C in einer Brennkammer große Mengen von Energie erfordert. Normalerweise wird die Luft durch direkte Heizung mit Öl oder eventuell
030050/0913
/3
1A-53 670
302117A
Gas erwärmt. Obwohl die Ausnützung eines Teils der in den großen Luftmengen vorhandenen Wärme möglich ist, ist das Verfahren jedoch teuer im Betrieb.
Katalytisch^ Oxidation unterscheidet sich von thermischer Oxidation dadurch, daß die Oxidation nicht in einer Brennkammer sondern in einem Katalysatorbett erfolgt. Es ist ein Vorteil dieses Verfahrens, daß die katalytische Oxidation bei einer Temperatur von 250 bis 35O°C erfolgen kann, wodurch der Energieverbrauch wesentlich herabgesetzt wird. Es ist ein Nachteil der katalytischen Oxidation, daß gewisse Katalsatortypen bei Kontakt mit Stoffen wie Schwefelwasserstoff H2S und Schwefeldioxid SO2 vergiftet werden. Es ist von besonderer Wichtigkeit, daß - obwohl der Energieverbrauch bei katalytischer Oxidation wesentlich geringer ist als bei thermischer Oxidation - er jedoch beträchtlich ist, wenn große Luftmassen erhitzt werden sollen. Bei den erwähnten kleinen Verunreinigungsmengen genügt die Oxidation der Verunreinigungen nicht zur Lieferung der für die Erwärmung der Luftmassen benötigten Energiemenge.
Zweck der Erfindung ist die Beseitigung oder Verminderung der an die bekannten Verfahren geknüpften Nachteile und die Schaffung eines Verfahrens zur Reinigung von Gasen und Luft von oxidierbaren, verunreinigenden Bestandteilen, bei welchem eine effektive Reinigung bei wesentlich herabgesetztem Energieverbrauch erreicht wird im Vergleich mitten bekannten thermischen und katalytischen Oxidationsverfahren. Dies wird erreicht, wenn man erfindungsgemäß a) das verunreinigte Gas bei einer Temperatur von 0 bis 250°C durch ein Bett eines partikelförmigen Adsorbens, bestehend aus einem porösen keramischen Träger mit großer spezifischer innerer Oberfläche und imprägniert mit einem bei erhöhter Temperatur als Oxidations-Katalysator aktives Material leitet und b) von Zeit zu Zeit den genannten
/4 030050/0913
1Α-53 670 - j/ -
Adsorbens-Katalysator oxidativ regeneriert durch Erhöhung der Temperatur auf eine Temperatur im Bereich von 250 bis 35O°C, um die katalytische Oxidation der in und auf dem Adsorbens-Katalysator akkumulierten Verunreinigungen in Gang zu setzen.
Ein großer Vorteil des Verfahrens ist somit, daß man die verunreinigte Luft bei ihrer tatsächlichen Temperatur ohne Vorwärmung zur Behandlung leiten kann.
Der Hauptteil der zu reinigenden Luftmengen passiert hierdurch das Bett des bei erhöhter Temperatur als Oxidations-Katalysator wirkenden Adsorbens - nachfolgend der Kürze halber Adsorbens-Katalysator genannt.- und zwar bei ihrer Bildungstemperatur oder eventuell bei etwas niedrigeren Temperaturen wegen Wärmeverlusts und es wird deshalb keine Energie zur Erwärmung derselben verbraucht. Falls erwünscht, kann man die "Wärme der Gase vor der Adsorption dadurch ausnützen, daß man sie durch einen Wärmeaustauscher führt. Während des Durchgangs werden die verunreinigenden Stoffe oder der Hauptteil von ihnen von dem Adsorbens-Katalysator adsorbiert und die Luft läßt sich in die Umgebung im wesentlichen gereinigten Zustand ableiten. Je nachdem der Adsorbens-Katalysator mit Verunreinigungen immer mehr gesättigt wird, kommt es zu Durchbrüchen in die Umgebung und wenn die Konzentration von unerwünschten Stoffen den erlaubten oder akzeptablen Maximalwert erreicht hat, regeneriert man den Adsorbens-Katalysator durch Erhöhung der Temperatur auf die für katalytische Oxidation erforderliche,nämlich 250 bis 35O°C, bei der die Oxidation der Verunreinigungen in und auf dem Adsorbens-Katalysator anfängt; während der Regeneration kann die Temperatur weiter steigen.
Wärmezufuhr ist somit nur in Perioden der Regeneration notwendig, welches selbstverständlich eine sehr wesentliche Ersparnis ist. Obendrein kann unter gewissen Umständen, abgesehen von Ingangsetzung einer Anlage zur Durchführung
030050/0913
/5
1A-53 670 $ - j/ί
des Verfahrens, Wärmezufuhr ganz entbehrt oder ein Wärmegewinn sogar erreicht werden, wie es in der Beschreibung später erklärt werden soll.
Als Adsorbens-Katalysator wird erfindungsjpmäß ein poröser keramischer Träger mit großer innerer Oberfläche (70 bis 250 m2/g, vorzugsweise 100 bis 200 m2/g) und imprägniert mit einem bei erhöhter Temperatur als Oxidationskatalysator wirksamen Stoff benutzt. Der poröse Träger wirkt selbst als Adsorbens, aber nicht oder nur in geringem Grad als Oxidations-Katalysator. Besonders geeignet ist eine,Reihe von keramischen Materialien in Form von Oxiden, insbesondere von den Metallen der Gruppe II, III und IV des Periodensystems. Beispiele von geeigneten Materialien sind Aluminiumoxid, Al2O-*, Magnesium-Aluminiumspinell, MgAIpO,, und Kieselsäure SiO2- Es hat sich gezeigt, daß ^-Aluminiumoxid ein besonders geeignetes
.und
Material ist, aber auch Oxide von Ti und Zr/ähnliche keramische Oxide können in Frage kommen. Der Träger kann aus einer Mischung von zwei oder mehreren der erwähnten Materialien bestehen.
Der Träger ist wie erwähnt zweckmäßig mit einem bei erhöhter Temperatur aktiven oxidationskatalytisehen Material imprägniert. Als^solches können Metalle von Gruppe VIII des Periodensystems (wie in Handbook of Chemistry and Physics, 53. Ausgabe, 1972 bis 1973 gezeigt) und ihre Verbindungen, insbesondere Oxide, speziell die Platinmetalle, infrage kommen. Andere geeignete Metalle sind Kupfer sowie die aus Gruppe Vb, VIb und VIIb und Oxide davon und insbesondere seien Oxide aus Kupfer, Chrom, Mangan, Eisen, Vanadium und Cer hervorgehoben.
Die erwähnten Katalysatoren haben ausgezeichnete katalytische Aktivität und vertragen die Regeneration gut. Es hat sich indessen überraschenderweise gezeigt, daß Kupferchromit, CuCCr2O,, ein hohes Adsorptionsvermögen für die in der Praxis in Frage kommenden oxidier-
030050/0913 /6
baren Luftverunreinigungen mit einer hohen oxidationskatalytischer Aktivität vereinigt. Erfindungsgemäß verwendet man deshalb mit besonderem Vorteil einen Adsorbens-Katalysator bestehend aus ^-Aluminiumoxid, imprägniert mit Kupferchromit.
Ein besonderer Vorteil dieses Adsorbens-Katalysators ist sein Vermögen zur Adsorption von großen Mengen polymerisierbarer Stoffe wie z.B. Styrol. Viele verunreinigende Stoffe wie z.B. Styrol werden nach der Adsorption auf dem Adsorbens-Katalysator eine teilweise Polymerisation erfahren und Kupferchromit besitzt das Vermögen, diese Polymerisation zu beschleunigen. Eine solche Polymerisation wird zur Steigerung der Adsorptionskapazität mitwirken und dadurch zur Verlängerung der Perioden, in welchen die Adsorption ohne Regeneration stattfinden kann.
Wenn der Adsorbens-Katalysator in seiner Eigenschaft als Adsorbens mit Verunreinigungen nahezu gesättigt ist, welches leicht dadurch festzustellen ist, daß die Reinigung weniger effektiv wird, wird die Temperatur erhöht, so daß eine katalytische Oxidation der adsorbierten Verunreinigungen erfolgt. Die Tatsache, daß ein Teil der adsorbierten Stoffe evenutell polymerisiert ist, wird die Regeneration nicht erschweren.
Bei der Regeneration kann die Temperatur auf eine beliebige zweckmäßige Weise erhöht werden, wie erwähnt vorzugsweise auf 250 bis 35O0C. Sozu kann man Heißgas von der Regeneration rückführen, oder man kann beispielsweise mittels elektrischer Heizkörper Wärme direkt zu dem Adsorbens-Katalysatorbett führen; im allgemeinen wird es aber am zweckmäßigsten sein, vor diesem - d.h. Stromaufwärts - eine Brennkammer mit einem mit z.B. Öl oder Gas beheizten Brenner einzuschieben.
Die das Adsorbens-Katalysatorbett während der Regeneration verlassende Luft wird im allgemeinen, im Gegensatz zu der dasselbe während der Adsorption verlassenden Luft, unerwünschte Komponenten enthalten. Es kann deshalb nach der Erfindung
/7
0 30 0 50/0913
zweckmäßig sein, diese Luft einer nachträglichen Reinigung zu unterwerfen. Die nachträgliche Reinigung kann durch ein jedes beliebiges der oben erwähnten Verfahren erfolgen, und zwar Auswaschen, Adsorption, thermische oder katalytische Oxidation, u.a. in Abhängigkeit von den unerwünschten Stoffen, die während der Regeneration das Bett verlassen. Falls diese oxidierbare Stoffe sind, ist es nach der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn die Nachreinigung durch katalytische Oxidation erfolgt. Hierbei kann ein anderer Katalysator als der als Adsorbens-Katalysator benutzte verwendet werden, aber um die Anlage und den Betrieb möglichst zu vereinfachen, ist es praktischer, als Katalysator dasselbe Material zu verwenden als der bei der Adsorption verwendete Adsorbens-Katalysator. Der Vorteil, die Nachreinigung als eine katalytische Oxidation auszuführen, ist insbesondere, daß es unter gewissen Umständen dadurch möglich wird, das Verfahren in einer Anlage durchzuführen, die für den Betrieb keine von außen zugeführte Energie, abgesehen von der in der zu reinigenden Luft befindlichen, verbraucht, die aber sogar verwertbare Wärme produzieren kann.
Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Diese ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch mindestens einen Reaktor mit einem Bett von einem Adsorbens, das bei erhöhter Temperatur als Oxidations-Katalysator aktiv ist, eine Speiseleitung für das zu behandelnde Gas, insbesondere der zu reinigenden Luft, zum Reaktor, eine Ableitung für das gereinigte Gas (Luft) aus dem Reaktor und Organe zur intermittierenden Regeneration des Adsorbens-Katalysators im Reaktor und, falls erwünscht, Organe zur Nachreinigung des vom Reaktor während der Regeneration ausströmenden Gases (Luft).
Die Organe zur periodischen Regeneration des Adsorbens-Katalysators sind vorzugsweise eine Brennkammer mit angeschlossenem Brenner in derSpeiseleitung.
/8
0 3 0050/0913
Erfindungsgemäß sind die Organe zur Nachreinigung des vom Reaktor während der Regeneration des Adsorbens-Katalysators ausströmenden Gases vorzugsweise eine weitere Brennkammer mit einem Brenner, in eine Abzweigung der Ableitung vorgesehen und mit einem weiteren Reaktor mit einem Oxidations-Katalysator verbunden ist.
Die aus dem Nachreinigungsreaktor ausströmende, nachgereinigte Luft kann entweder zu der Ableitung zurückgeführt oder selbständig zum Schornstein geführt werden. Unter gewissen Umständen kann ein Teil davon zu dem Reaktor mit dem Adsorbens-Katalysator geleitet werden. Dies gilt, falls man - wie es besonders vorteilhaft ist - eine Anlage mit einer Anzahl von Reaktoren mit Adsorbens-Katalysator verwendet - in einer solchen Weise, daß der Adsorbens-Katalysator in einem dieser Reaktoren dauernd unter Regeneration ist, während die übrigen Reaktoren die Verunreinigungen adsorbieren. Eine solche Ausführung ist bei einem Gehalt von mehr als ca. 0,5 g/nr organischem Stoff des Heißgases besonders vorteilhaft, da sie eine Verwertung des Heizwertes der oxidierbaren Stoffe z.B. zur Erwärmung ermöglicht, wodurch die ganze Anlage sozusagen autotherm oder sogar exotherm wird. Die näheren Umstände in Verbindung hiermit werden in den detaillierten Teilen der Beschreibung erläutert und eine solche Anlage kann erfindungsgemäß zweckmäßig folgendes aufweisen: mindestens zwei primäre Reaktionskammern, jede mit einem Bett eines Adsorbens-Katalysators wie definiert, wobei die Reaktionskammern mit einer Speiseleitung für das zu reinigende Gas parallel verbunden sind; eine Leitung von der Speiseleitung zu einer Nachreinigungssektion; parallel verbundene Ableitungen von jedem der primären Reaktoren zur Nachreinigungssektion; welche eine mit einem Brenner ausgestattete Brennkammer und eine Leitung von der Brennkammer zu einem sekundären mit einem Bett eines Oxidations-Katalysators versehenen Reaktor sowie eine Ableitung von dem sekundären Reaktor umfaßt; diese Ableitung des sekundären Reaktors eine erste Abzweigung zur Abfuhr der Gase, eine zweite Abzweigung, die eine Rücklauf-
030050/Ό 913
1A-53WO n\ -y- 302117A
leitung von der Brennkammer zu dem sekundären Reaktor ist, und dritte Abzweigungen zu den primären Reaktoren aufweist.
Das Verfahren und die Anlage nach der Erfindung werden nachfolgend näher erläutert anhand der Zeichnung und einiger Beispiele. Es zeigen:
Fig.1 und 2 Prinzipschemen über zwei verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 3 eine Versuchsanlage, in welcher Versuche zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt sind, und
Fig. 4his 5 Kurven, die die Ergebnisse solcher Versuche zeigen.
In der in Fig. 1 (wo Hilfsorgane wie Pumpen, Ventile und Kontrollorgane der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind) veranschaulichten Anlage tritt die verunreinigte Luft über eine Leitung 10 in die Reinigungsanlage hinein und passiert eine Kammer/mit einem Brenner 14. Der Brenner 14 ist die meiste Zeit, und zwar wenn die unerwünschten Stoffe auf dem Adsorbens adsorbiert werden, nicht in Funktion und wird nur angezündet, wenn das Adsorbens regeneriert werden soll. Hiernach tritt die Luft in eine Reaktionskammer 16,in der sich ein Adsorbens-Katalysator 18 befindet. Die Anbringungsweise des Adsorbens-Katalysators 18 ist nicht Teil der Erfindung. Es ist jedoch immer wünschenswert, ihn derart anzuordnen, daß der Druckabfall im Reaktor 16 möglichst gering ist.
Der Luftstrom wird von der Reaktionskammer 16 durch ein Rohr 20 abgeführt, die sich teilt, und zwar in Rohr 22, das zu einem Schornstein führt, und Rohr 30, das zu einer Nachreinigungssektion führt. Die Organe 10 bis 22 sind die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen. Bei normalem Betrieb, d.h. während der Adsorption, wird das gereinigte Gas direkt vom Reaktor 16 durch die Rohre 20, 22 zum Schornstein geführt. Während der Regeneration wird
/10
0300 5 0/0913
der Brenner 14, in Gang gesetzt und erwärmt die eintretende Luft in der Kammer 12, vorzugsweise auf eine Temperatur von 250 bis 4500C, so daß der Adsorbens-Katalysator 18 vorzugsweise Kupf erchromit, das auf porösen Körpern aus )f -Aluminiumoxid imprägniert ist, oxidationskatalytisch aktiv und die adsorbierten, oxidierbaren Verunreinigungen wegbrennen kann. Hierbei kann die Austrittluft vom Reaktor 16 auch durch die Rohre 20,22 zum Schornstein abgeleitet werden, aber vorzugsweise werden die Luftströme durch das Rohr 30 in die Reinigungssektion geleitet, wovon der gereinigte Luftstrom durch ein Rohr 40 zu einem Rohr 42 geleitet wird, das zum Rohr 22 oder dem Schornstein führt. Die Nachreinigung in Fig. 1 ist eine katalytische Oxidation. Der Luftstrom wird in einer Brennkammer 32 mittels eines Brenners 34 auf die gewünschte Temperatur direkt erwärmt und danach in eine Reaktionskammer 36 geführt, wo ein Katalysator 38 angeordnet ist. Mittels des Oxidations-Katalysators 38 werden unerwünschte Bestandteile des Luftstroms bis auf die gewünschte Höhe entfernt. Der Oxidations-Katalysator 38 in der Reaktionskammer 36 kann unabhängig von dem Adsorbens-Katalysator 18 im Reaktor 16 gewäHt^erden; aus praktischen Gründen ist es aber besonders vorteilhaft, den früher erwähnten Kupferchromit/Aluminiumoxid-Adsorbens-Katalysator sowohl im Reaktor 16 als auch in der Reaktionskammer 36 anzuwenden.
Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist in Fig. 2 gezeigt, die ebenfalls sehr vereinfacht ist, indem eine Reihe von Gegenständen, u.a. verschiedene Gebläse, Pumpen, Ventile sowie die gesamte Regeltechnik, die die Erfindung nicht direkt betreffen und deren Anwendung und Funktion für einen Fachmann erleuchtend sein werden, weggelassen sind.
Die verunreinigte Luft strömt durch eine, in zwei Leitungen 42 und 44 geteilte Leitung 10 in die Anlage ein. Ein kleiner Teil der Luftmenge wird durch die Leitung 42 in die Nachreinigungssektion geleitet. Die Hauptmenge wird von der Lei-
/11
030050/0913
tung 44 durch Abzweigungen 46 , 46 ... zu einer Anzahl den Adsorbens-Katalysator 18 enthaltenden Reaktoren geleitet. Die in der Figur dargestellte Anlage hat sechs Reaktoren, die mit 481, 4811, 48111, 48IV, 48V und 48VI bezeichnet sind. Die Anzahl ver Reaktoren bestimmt die Dauer der Regenerationsperiode im Verhältnis zur Dauer der Adsorptionsperiode in den Reaktoren. Die Anzahl der Reaktoren 46 ... wird u.a. von der Menge der zu behandelnden Luft sowie deren Verunreinigungsgrad abhängen.
Die gereinigte Luft wird über Leitungen 50 , 50 ..., die alle in ein gemeinsames, die gereinigte Luft zu einem Schornstein führenden Rohr 22 aus den Reaktoren abgeleitet. Während des Betriebes dienen in der Praxis fünf Reaktoren zur Adsorption und ein Reaktor zur Regeneration.
Die Luft zur Regeneration wird von einer Leitung 52 mit Abzweigungen 54 , 54 ... zu den einzelnen Reaktoren den Reaktoren 48 ... zugeführt. Eine zweite Reihe von Rohren 56 , 56 führt die Luft von den Reaktoren zu einer gemeinsamen Leitung 58, die die Luft in die Nachreinigungssektion leitet.
Aus der Leitung 58 strömt die Luft von einem Reaktor, wo der Adsorbens-Katalysator 18 zur Regeneration dient, in eine Brennkammer 60 in die Leitung 58, in der ein Brenner 62 angeordnet ist; diese beiden Organe sind normalerweise nur bei der Ingangsetzung der Anlage in Funktion und die Luft strömt bei vollem Betrieb der Anlage ohne Erwärmung durch diese Organe. Aus der Brennkammer 60, die bei normalem Betrieb somit funktionell nur ein Teil der Leitung 58 ist, strömt die Luft weiter durch den Rest der Leitung 58 zu einem Sammelpunkt 64, wo eine gewünschte Menge heißer Rücklaufluft von einer Leitung 66 zugeführt wird. Auf diese Weise wird bei einer gewünschten Temperatur in einer Leitung 68 ein Eintrittstrom in eine Reaktionskammer 76 mit einem Oxidations-Katalysator gebildet. Der gereinigte Luftstrom wird von der Kammer 76 durch eine Leitung 70 zu einem Sammelpunkt 72 ge-
/12 Ό 30050AO913
leitet. Vorher erfolgt die Ableitung des Rücklaufstromes durch die Leitung 66 sowie eines Teilstroms durch eine Leitung 74. Der gereinigte Luftstrom aus der Kammer 76 hat eine beträchtliche Temperatur (400 bis 5000C), weshalb die durch die Leitung 74 abgeleitete Teilmenge im allgemeinen zum Erwärmen verwendet wird. Im Sammelpunkt 72 wird die heiße gereinigte Luft mit verunreinigter Luft aus der Leitung 42 zur Bildung des Luftstroms gemischt, der durch die Leitung 52 zu einem der Reaktoren 48 ... zwecki
leitet wird.
48 ... zwecks Verwendung während der Regeneration ge-
Ein wesentlicher Vorteil der Anlage nach Fig. 2 ist es, daß der Brenner 62 nur bei Ingangsetzung der Anlage benutzt wird. Während normalem industriellem Betrieb entsteht somit kein Energieverbrauch im Brenner oder überhaupt in der Anlage. Im Gegenteil ist es möglich, den Heizwert der Stoffe der verunreinigten Luft und deren führbare Wärme in der Anlage auszunützen, und zwar entweder als Heißluft für Trockenöfen oder für Erwärmung von Wasser.
Die Rücklaufleitung 66 ist übrigens von besonderer Bedeutung. Falls sie nicht vorhanden wäre, würde die Temperatur in der Reaktionskammer (wo der Katalysator ein Oxidations-Katalysator und zweckmäßig derselbe wie der als Adsorbens-Katalysator 18 verwendete sein kann) stark und auf komplizierte Weise schwanken, wie es später in der Beschreibung näher erläutert wird. Durch Regelung der Menge der Rücklaufluft in der Leitung 66 und der Menge von Luft für den zur Regeneration dienenden Reaktor, z.B. 48 , läßt sich die Temperatur in der Reaktionskammer 76 ziemlich konstant halten, was sowohl in Verbindung mit der Verwertung der Luft in der Leitung 74 zur Erwärmung von Interesse sein als auch für den Katalysator von Bedeutung sein kann; gewisse Katalysator-Materialien und insbesondere das Trägermaterial können
030050/0913 /13
1A-53 670 fc
sintern oder auf andere Weise desaktiviert werden, wenn die Temperatur zu hoch steigt; dies läßt sich aber durch Regelung der Rücklaufmenge effektiv verhindern. Umgekehrt kann die Nachreinigung in der Kammer 76 unbefriedigend werden, wenn die Temperatur zu niedrig ist; in diesem Fall kann man die Rücklaufmenge entsprechend einstellen.
Eine kleine Pilotanlage, in welcher einige Versuche mit verunreinigter Luft ausgeführt wurden, ist in Fig. 3 skizziert, Atmosphärische Luft wird durch eine Leitung 90 ii die Anlage geleitet. In einem Strömungsmesser 78 wird die Luftmenge gemessen, die mittels eines Ventils 80 geregelt wird. Von dem Strömungsmesser wird die Luft durch eine Leitung 82 in einen zylindrischen Vorwärmer 84 geführt, in welchem sich ein elektrischer Heizkörper befindet. Durch Regelung der Wärmeabgabe des Heizkörpers kann man die Temperatur in einer die erhitzte Luft vom Vorwärmer abführenden Leitung 10 auf einen gewünschten Wert einstellen. Eine Leitung 88 leitet verunreinigende Flüssigkeit zu einer Pumpe 92, die durch eine Leitung 94 die Flüssigkeif zu der Leitung 10 führt, wo eine Verdampfung stattfindet. Die Leitung 10 leitet die nunmehr verunreinigte Luft zu einem Reaktor 16. Im oberen Teil des Reaktors ist ein Heizkörper 96 angeordnet, mittels welchen eine Einstellung der Temperatur des verunreinigten Gases möglich ist. Im unteren Teil des Reaktors ist ein Adsorbens-Katalysator 18 angeordnet, und zwar in einem bis 450 mm hohen zylinderförmigen Bett 18 mit einem Durchmesser von 73 mm, entsprechend dem Innendurchmesser des Reaktors. In der Achse des Bettes ist eine Thermotasche 98 angeordnet, welche sich vom Boden bis zum Oberteil des Bettes erstreckt. Die Thermotasche weist ein verschiebbares Thermoelement auf, wodurch man die Temperatur in verschiedenen Tiefen des Katalysatorbettes bestimmen kann. Der Austrittstrom aus dem Katalysatorbett wird aus dem Reaktor durch die Leitung 20 geleitet. Mittels einer Leitung 22 sowie eines Regelventils 100 ist es möglich, einen Teilstrom zur
/14 030050/0 913
Analyse einem kontinuierlich arbeitenden Kohlenwasserstoff-Analysator 102 zuzuleiten, z.B. ein Flannnenionisations-Analysator vom Typ Beckmann Modell 400 Hydrocarbon Analyser.
Beispiel 1
In diesem Beispiel wird in einer Anlage nach Fig. 1 die Reinigung eines Abgases aus der Herstellung styrolhaltiger Polymere vorgenommen. In der Reaktionskammer 16 befinden sich 22 nr Adsorbens in Form von 3 bis 6 mm großen Partikeln aus ^-Aluminiumoxid, imprägniert mit 20 % CuO^Cr2O,. Die Katalysatormenge im Reaktor 36 hängt von der Größe der Luftmenge während der Regeneration ab. In diesem Beispiel wird angenommen, daß die Luftmenge auf 10 bis 20 % der bei normalem Betrieb eingeleiteten herabgesetzt werden kann. Auf diese Weise wird die Katalysatormenge im Reaktor 36 auf 3 m reduziert. Der Katalysator ist mit dem Adsorbens-Katalysator 18 im Reaktor 16 identisch.
45 000 Nmr/h Abgas mit einem Gehalt an Styrol von 0,25 g h/Nrar werden in die Reinigungsanlage geleitet. Der Styrolgehalt des gereinigten Gases, das durch den Schornstein abgeleitet wird, wird von einem Anfangswert von etwa 0 mit der Zeit langsam ansteigen und nach einem Betrieb von etwa 40 h wird der Styrolgehalt des gereinigten Gases auf etwa 10 mg/Nnr gestiegen sein. Zu diesem Zeitpunkt sind etwa 20 g/mg Styrol Adsorbens adsorbiert. Die Regeneration dauert 2 bis 3 h· Das adsorbierte Styrol hat einen gewissen Wärmeinhalt, wodurch die Temperatur des Adsorbens während der Regeneration steigt. In extremen Fällen kann die Temperatur so hoch werden, daß das Adsorbens seine Adsorptionsfähigkeit verliert, z.B. wegen Verlusts an Oberfläche; und/oder er verliert seine katalytischen Eigenschaften, z.B. wegen Sinterns. Eine effektive Regeneration, die sichert, daß die Temperatur des Adsorbens nicht 8500C überschreitet, läßt sich durch Reduktion der Luftmenge auf 6 000 Nnnh vornehmen.
/15 030050/0913
1A-53 670 /If - yf-
Der Luftstrom wird durch die Leitung 30 in die Nachreinigungssektion geleitet. Die Temperatur in der Brennkammer 12 wird mittels des Brenners 14 auf 250°C gehalten. Nach 45 min wird die Luftmenge auf 10 000 Nm^/h vergrößert und die Temperatur auf 2700C erhöht. Nach weiteren 45 min wird der Brenner 14 gelöscht und die Luftmenge auf 20 000 Nnr/h vergrößert. Nach 45 min war die Regeneration beendet. Der Luftstrom wird auf 45 000 Nm-Vh vergrößert und durch die Leitungen 40, 42 zum Schornstein geleitet. Während der ganzen Regeneration wird die Eintrittemperatur zum Reaktor 30 auf 3000C gehalten, eventuell mittels des Brenners 34. Ein Adsorptions- und Regenerationszyklus dauert etwa 42,25 h und der gesamte Energieverbrauch entspricht 310 kg Öl, und zwar 110 kg öl für Brenner 14 und 200 kg Öl für Brenner 34, wobei die Austrittluft aus dem Reaktor 16 während der Regeneration einen nutzbaren Wärmeinhalt aufweist.
Beispiel 2
Bei diesem Beispiel wurde in der Anlage nach Fig. 2 gearbeitet.
25 000 Nnr/h eines aus den Trockenofen einer Offset-Druckerei stammenden Luftstroms wird in die Anlage geleitet. Die verunreinigte Luft enthält 1,5 g/Nnr Kohlenwasserstoffe und hat eine Temperatur von 1300C. Die Lösungsmittel für Druckfarben bestehen aus etwa 20 96 aromatischen Kohlenwasserstoffen und 80 % aliphatischen Kohlenwasserstoffen und haben einen Siedebereich von etwa 240 bis 2700C. Die gesamte verunreinigte Luft wird durch die Leitung 10 in die Anlage geleitet. Ein Teilstrom von ν Nm-Vh für die Regeneration wird durch die Leitung 42 abgeleitet. Die restlichen 25 000-vQ Nm^/h werden durch die Leitung 44 zu den Reaktoren 48 geleitet, die zur Adsorption dienen, und zwar wird je 1/5 des Volumens jeder der fünf Reaktoren zugeführt.
/16 030050/0 913
Jeder Reaktor 48 enthält 1 500 kg Adsorbens-Katalysator aus Beispiel 1. Der Nachreinigungsreaktor 75 enthält ebenfalls 1 500 kg desselben Adsorbens-Katalysators.
Die Dauer der Adsorptionsperiode wird durch zwei Rücksichten begrenzt. Erstens darf sie nicht so lang sein, daß die Kohlenwasserstoff-Konzentration im Luftstrom aus der Adsorption größer wird als der erlaubte Wert. Zweitens sollten nicht mehr als 15 g Kohlenwasserstoffe je kg Adsorbens-Katalysator adsorbiert werden. Dieser Wert führt zu einer maximalen Temperatur im Adsorbens-Katalysator während der Regeneration nicht über 800 bis 8500C.
Indem die Dauer der Adsorptionsperiode auf 175 min festgesetzt wird, werden 12,8 g Kohlenwasserstoff je kg Adsorbens-Katalysator adsorbiert, wobei die maximale Temperatur im Adsorbens-Katalysator während der Regeneration den gewünschten Wert nicht überschreitet, das ist ein Wert, der den Katalysator mit Sicherheit nicht zerstört. Während der Adsorption wird die Kohlenwasserstoff-Konzentration des gereinigten zum Schornstein geführten Gases in den ersten 100 min etwa 2 mg/Nnr betragen und am Ende der Adsorption auf 5 mg/NnP steigen. Bei sechs Reaktoren beträgt die Regenerationszeit 35 (175:5) min.
Indem v-, die durch die Leitung 52 zur Regeneration geleitete Luftmenge, Vp die in der Leitung 66 durch den Reaktor 76 rückgeleitete Luftmenge, T-, die Temperatur in der Leitung 52 zu den Reaktoren 48, Tp die Temperatur in der Leitung 58 von den Reaktoren 48, T, die Temperatur in der Leitung 68 zum Reaktor 76 bezeichnen, zeigt die Tabelle 1 den Verlauf der Regeneration des Adsorbens in einem Reaktor 48.
/17
030050/0 913
1A-53 670 /Ä -
In den ersten 12 min der Regeneration wird in der Leitung 54 eine Temperatur von etwa 3180C dadurch erreicht, daß man 1 000 Nnr/h (v ) verunreinigte Luft aus der Leitung 42 mit 2 000 Nnr/h (V1 bis ν ) gereinigter heißer Luft aus der Leitung 70 im Sammelpunkt 72 vermischt. Bei der erreichten Temperatur werden die adsorbierten Kohlenwasserstoffe in der Eingangsschicht des betreffenden Reaktors 48 dank der katalytischen Eigenschaften des Katalysator-Adsorbens verbrennen. Die Kohlenwasserstoffe des bei der Regeneration benutzten Gases werden zusammen mit einem Teil der adsorbierten Kohlenwasserstoffe oxidiert. Der Rest der adsorbierten Kohlenwasserstoffe wird wegen des Temperaturanstiegs desorbiert und mit dem Luftstrom zum Reaktor 76 geführt, wo eine Oxidation erfolgt. 5 bis 10 min nach Beginn der Regeneration ist die Kohlenwasserstoff-Konzentration des Luftstromes auf ein Maximum von 2 bis 3 g/Nnr gestiegen. In den ersten 15 bis 20 min, wo der Kohlenwasserstoffgehalt der Luft in der Leitung 58 hoch ist, ist die Temperatur relativ niedrig. Zur Sicherung einer hinreichenden Oxidation im Reaktor 76 muß der Luftstrom auf mindestens 260°C erwärmt werden, was durch Rückleiten von Heißluft über den Reaktor durch die Leitung 66 erreicht wird. Die Temperatur des Luftstromes aus dem Reaktor 76 bleibt konstant bei etwa 4180C trotz den Temperaturschwankungen in der Leitung 58. Dies rührt teilweise daher, daß der Katalysator im Reaktor 76 exnegßwisse Kapazität als Wärmepuffer hat, und teilweise daher, daß Heißluft durch die Leitung 66 rückgeführt wird. Die Temperatur in der Leitung 74 wird deshalb auch fast konstant 418°C betragen. Die Menge der gereinigten Luft in der Leitung 74 ist vQ.
12 min nach Beginn der Regeneration wird die Zufuhr von Heißluft aus der Leitung 70 zum Sammelpunkt 72 unterbrochen und gleichzeitig die Menge der verunreinigten Luft in der Leitung 42 vergrößert. Der Rest der Regeneration erfolgt durch 130°C heiße verunreinigte Luft in einer Menge von
/18 030050/0913
1A-53 670 %Λ - yZ-
4 000 Nm-5/h. Die Rückspeisung über den Reaktor 76 wird auf 3500 Nnr/h reduziert, wenn die Temperatur der Luft am Ausgang des Reaktors 48 zu steigen angefangen hat. Diese Temperatur wird ca. 25 min nach Beginn der Regeneration ein Maximum von etwa 600°C erreichen. Gleichzeitig wird auch die Temperatur des gereinigten Luftstromes aus dem Reaktor 76 ein Maximum von ca. 6000C erreichen. Der Kohlenwasserstoffgehalt in der Leitung 58 ist nach einer Regeneration von 15 bis 20 min bis unter 20 mg/Nnr gefallen.
Der Brenner 62 kommt während der Regeneration nicht zur Verwendung, sondern wird nur bei der Ingangsetzung der Anlage benutzt und es entsteht somit kein Verbrauch von Energie zur Erwärmung von Luftströmen bei normalen Betrieb der Anlage, welches ein großer Vorteil ist. Der heiße gereinigte Luftstrom, der durch die Leitung 74 abgeleitet wird, enthält eine große fühlbare Wärmemenge. Durch Abkühlung des Luftstromes auf 1300C wird eine Wärmemenge entsprechend dem Heizwert von 27 kg/h öl ausgenützt.
Tabelle 1
Minuten ab Regenera
tions-Beginn
0-12 12-20 20-25 25 25-30 30-35
v0 (Nm3/h) 1000 4000 4000 4000 4000 4000
V1 (Nm3/h) 3000 4000 4000 4000 4000 4000
v2 (Nm3/h) 4000 3500 3500 3500 3500 3500
T1 (°c) 318 130 130 130 130 130
T2 (°c) 130 200 450 600 450 350
T3 (°c) 290 300 450 600 450 350
Kohlenwasser
stoffkonzen
tration in
Leitung 58
(g/Nnr ) max
2-3 1-0,02 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01
030050/0913
/19
1A-53 670 £2 y
Bei einem ersten Versuch mit der in Fig. 3 gezeigten Versuchsanlage mit Styrol verunreinigte Luft verwendet. Der Adsorbens-Katalysator war der oben erwähnte Kupferchromit/ % -Aluminiumoxid-Adsorbens-Katalysator in Form von Kugeln von einem Durchmesser von 3 bis 6 mm.
4,4 NmVh Luft enthaltend 0,22 g/Nm^ Styrol wurden bei einer Temperatur von 500C in das Adsorbens-Katalysatorbett geleitet. Die Menge von Adsorbens-Katalysator betrug 1,67 kg entsprechend 1,8 Liter. Der Styrolgehalt des Austrittstromes aus dem Reaktor wurde (Kohlenwasserstoff -Analysator) als Volumen-ppm Methan-Äquivalente (nachfolgend C1) gemessen. 100 mg/Nnr Styrol entsprechen 179 vol.-ppm C1. In den ersten 30 h der Adsorptionsperiode wurde ein Styrolgehalt der gereinigten Luft bis unter 20 vol.-ppm C-, gemessen. Nach einem Betrieb von 40 h stieg der Gehalt auf 30 vol.-ppm C-, und nach 45 h war der Styrolgehalt auf 50 vol.-ppm C-, gestiegen. Die Adsorptions periode war damit vorbei und die regeneration fing an. Der Luftstrom wurde auf 1,1 Nnr/h reduziert und gleichzeitig die Temperatur des Luftstromes zum Katalysatorbett auf 3000C erhöht. Der adsorbierte Stoff am Eingang des Bettes zündete bei ca. 2800C und eine heiße Zone bewegte sich durch das Bett. Die heiße Zone erreichte ihre höchste Temperatur von 7000C nach ca. 150 mm im Bett. Die heiße Zone erreichte den Ausgang des Reaktors nach etwa 1 h.
Der Styrolgehalt der Austrittluft aus dem Reaktor betrug am Anfang der Regeneration 30 vol.-ppm C1. Im Laufe der ersten ca. 17 min der Regenerationsperiode stieg der Styrolgehalt bis über 1000 vol.-ppm C1, d.i. die obere Meßgrenze des Kohlenwasserstoff-Analysators. Nach etwa 40 min ist der Styrolgehalt wieder bis unter 1000 vol.-ppm C-, gefallen und im Laufe der nachfolgenden 10 min ist der Styrolgehalt auf 20 vol.-ppm C1 gefallen. Die Regeneration dauerte somit
/20 030050/0913
1A-53 670 y
insgesamt 50 min. Der Versuch wurde 3 mal wiederholt und das Ergebnis war im wesentlichen wie oben beschrieben. Berechnungen von den Versuchsdaten zeigen, daß das Adsorptionsvermögen bei den Betriebsbedingungen ca. 25 g Styrol je kg Adsorbens-Katalysator war.
Nach einem Adsorptionsbetrieb von 45 h wurde eine Probe von einigen Gramm Adsorbens-Katalysator entnommen und analysiert. Die Probe enthielt 33 g/kg organischen Kohlenstoff. Die Probe wurde danach bei 20000C in N2 wärmebehandelt. Nach 2 h bei dieser Temperatur wurde die Probe wieder analysiert. Der Gehalt an organischem Kohlenstoff wurde mit 15 g/kg Adsorbens-Katalysator festgestellt. Es ist zu vermuten, daß diese Menge von organischem Kohlenstoff dem Styrol in mehr oder weniger polymerisierter Form entspricht.
Beispiel 4
In dieser Versuchsreihe, die aus vier Einzelversuchen bestand, enthielt der Reaktor 1,6 1 (1,5 kg) Adsorbens-Katalysator in einem Bett von 40 cm Höhe. Der Luftstrom zum Adsorbens-Katalysatorbett betrug bei sämtlichen Versuchen 4,0 Nm-Vh. Der Luftstrom wurde mit einer Kohlenwasserstoffmischung mit einem Siedebereich von 240 bis 2700C verunreinigt, welche typisch als Lösungsmittel bei Heatset-Offsetdruck verwendet wird.
Die Temperatur und der Kohlenwasserstoffgehalt des Luftstromes am Eingang (Z=O) zum Adsorbens-Katalysatorbett gehen aus nachstehender Tabelle 2 hervor.
Tabelle 2 Versuch Nr.
Temperatur, °c Kohlenwasserstoffgehalt,
g/Nm3
155 1,40
125 1,40
122 0,78
100 0,91
030050/ 0913
1A-53 670
Die Kohlenwasserstoff-Konzentration des Austrittstromes aus dem Reaktor wurde auf dem Kohlenwasserstoff-Analysator als Volumen-ppm C^ gemessen. Fig. 4 zeigt graphisch die Kohlenwasserstoff-Konzentration in vol.-ppm C1 als Funktion der Zeit in Stunden für die vier Versuche. In der Figur befindet sich eine Linie, die die Konzentration mit
■5 zulassige
20 mg C/Nnr angibt, die oft die/Maximalgrenze der Emission in der Atmosphäre darstellt.
Aus Fig. 4 geht hervor, daß die Adsorptions-Kapazität im untersuchten Temperaturbereich sehr temperaturabhängig ist, d.h. eine geringe Temperaturerhöhung oder Temperaturreduktion verursacht eine starke Verminderung bzw. Vergrößerung der Adsorptions-Kapazität.
Der Adsorbens-Katalysator wurde vor der Versuchsreihe in 10 Adsorptions- und Regenerationszyklen benutzt, wobei die maximale Temperatur während der Regeneration im Bereich 900 bis 9200C betrug; die oben angegebene Grenze von 800 bis 8500C gibt also einen guten Sicherheitsbereich. Die Adsorptions-Kapazität wurde während weiterer 10 Adsorptions- und Regenerationskreisläufe gemessen. Es gab kein Anzeichen für irgendeine bedeutungsvolle Verminderung der Adsorptions-Kapazität.
Im Versuch 2 wurde die Adsorptionsperiode nach 6,5 h beendet und die Regeneration fing an. Zu diesem Zeitpunkt hatte der Adsorbens-Katalysator insgesamt 39 g Kohlenwasserstoffe entsprechend 26 g/kg adsorbiert. Der Verlauf der Regeneration, die mit reiner Luft erfolgte, ist in Fig. 5 gezeigt. Die Zeit in Minuten vom Anfang der Regeneration ist auf der Abszisse angegeben. Die linke Ordinate gibt den Gehalt an Methan-Äquivalenten im Luftstrom aus dem Reaktor, die rechte Ordinate die in verschiedenen Tiefen (Z) im Adsorbens-Katalysatorbett gemessene Temperatur an. Da die Länge des Bettes 40 cm beträgt, entspricht Z=O der Eingangsstelle in das Bett,
/22 030050/0913
und Z = 40 der Ausgangsstelle aus dem Bett. Die Temperatur von Z=O ist mit der Temperatur des bei der Regeneration benutzten Luftstromes identisch; die Temperatur von Z=AO ist mit der Temperatur des aus dem Reaktor abgeleiteten Luftstromes identisch.
Aus Fig. 5 geht hervor, daß die Temperatur der Regenerationsluft in den ersten ca. 10 min ca 2900C und die Temperatur im restlichen Teil der Regeneration ca. 1000C waren. Aus der Figur geht auch hervor, daß die höchste Temperatur im Bett, und zwar ei
festgestellt wurde.
im Bett, und zwar ca. 9300C, in einer Tiefe von 10 cm
Entsprechende Regenerationen von kleineren Mengen Adsorbat zeigen, daß ca. 15 g Kohlenwasserstoff per kg Adsorbens eine maximale Temperatur im Bett von ca. 825°C ergeben.
Die Kohlenwasserstoff-Konzentration der Austrittluft fiel nach ca. 20 min, wie aus der Figur hervorgeht, bis unter 10 vol.-ppm C,. Die Regeneration war nach 30 min beendet. In den letzten 10 min der Regeneration wurde das Adsorbat auf dem Adsorbens-Katalysator vollständig oxidiert. Gewöhnlich wird etwa die Hälfte des Adsorbats auf dem Adsorbens-Katalysator im Laufe der ganzen Regenerationsperiode oxidert, während der Rest mit dem Luftstrom in die Nachreinigungssektion geführt wird.
030050/0913
e e r s e
it

Claims (9)

  1. DIPL.-CHEM. DR. E. FKEIHERR VON PECHUANN
    PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS
    agrees pres !.Office europeen des brevets dipping.; dipl.-VIrtsch.-ing.*upei1t goetz
    Anm.: Haldor Tops^e schweigerstrasse2
    telefon: (089) iß 20 51 telegramm: protectpatent telex: 524070
    Patentansprüche
    Verfahren zur Entfernung von oxidierbaren Bestandteilen aus verunreinigten Gasen, insbesondere verunreinigter Luft, dadurch gekennzeichnet , daß das verunreinigte Gas bei einer Temperatur von 0 bis 250 C durch ein Bett eines partikelförmigen, aus einem porösen keramischen Träger mit großer spezifischer innerer Oberfläche bestehenden und mit einem bei erhöhter Temperatur als Oxidationskatalysator aktiven Material imprägnierten Adsorbens geleitet wird, welcher Adsorbens-Katalysator intermittierend durch Erhöhung der Temperatur auf 250 bis 35O°C oxidativ regeneriert wird, um die katalytische Oxidation der in und auf dem Adsorbens-Katalysator akkumulierten Verunreinigungen in Gang zu setzen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Adsorbens-Katalysator mit Kupferchromit imprägniertes /'-Aluminiumoxid verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch Ϊ oder 2, dadurch g e k e nnzeichnet, daß die Gase, die während der oxidativen Regeneration das Bett des Adsorbens-Katalysators verlassen, einer Nachreinigung unterworfen werden.
    /2
    030050/0913
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachreirigung durch katalytische Oxidation erfolgt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß als Katalysator bei der Nachreinigung derselbse Adsorbens-Katalysator als der bei der in Anspruch 1 angegebenen Adsorption und Regeneration verwendete benutzt wird.
  6. 6. Anlage zur Durchführung des in Anspruch 1 angegebenen Verfahrens, dadurch gekennzeichnet , daß sie mindestens einen Reaktor (16) mit einem Bett (18) von einem partikelförmigen Adsorbens, das bei erhöhter Temperatur zugleich als Oxidations-Katalysator wirkt, eine Speiseleitung (10) zur Leitung des zu behandelnden Gases zum Reaktor sowie eine eine Ableitung (20) für das gereinigte Gas aus dem Reaktor, Organe (12, 14) zur intermittierenden Regeneration des Adsorbens-Katalysators im Reaktor (16) und gegebenenfalls Organe (32 bis 42) zur Nachreinigung des während der Regeneration aus dem Reaktor austretenden Gases enthält.
  7. 7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Organe zur intermittierenden Regeneration des Adsorbens-Katalysators eine Brennkammer (12) mit angeschlossenem Brenner (14) sind.
  8. 8. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Organe zur Nachreinigung des während der Regeneration aus dem Reaktor (16) austretenden Gases von einer mit einer Abzweigung (30) von der Austrittleitung(20) verbundenen, mit einem Brenner (34) versehenen weiteren Brennkammer (32), einem nachfolgenden Reaktor (36) mit einem Oxidations-Katalysator (38) und einer von diesem zum Schornstein
    0300B0/0913
    oder der Austrittleitung (22) des ersten Reaktors (16) führenden Leitung bestehen.
  9. 9. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß sie mindestens zwei parallelverbundene Reaktionskammern (48 , 48 ...) mit Adsorbens-Katalysatormaterial (18), eine Zuleitung (10) mit Abzweigungen, teils (42) zu einer Nachreinigungssektion, teils (44;46I,4611...) zu den Reaktoren Ableitungen von diesen, teils (50 ,50 . ..',2.2) zum Schornstein, teils (56 ,56 ...;58) zu der aus Brennkammer (60) mit Brenner (62) bestehenden Nachreinigungssektion, eine Leitung von diesen zum Reaktor (76) mit Oxidations-Katalysator und eine Ableitung aus dem Reaktor (76) mit Abzweigungen, teils (74) durch Leitungen aus der Anlage hinaus, teils (52;54 ,54 ...1 zu den Reaktoren (481^e11...) und teils eine Rückiiitleitung (66) zur Leitung (56,68) zwischen der Brennkammer (60) der Nachreinigungssektion und dem Reaktor (76) derselben aufweist.
    030050/0 913
DE19803021174 1979-06-06 1980-06-04 Verfahren zur entfernung von oxidierbaren bestandteilen aus verunreinigten gasen Withdrawn DE3021174A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK234879A DK156814C (da) 1979-06-06 1979-06-06 Anlaeg til fjernelse af oxiderbare bestanddele fra forurenede gasser, isaer fra forurenet luft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3021174A1 true DE3021174A1 (de) 1980-12-11

Family

ID=8111760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803021174 Withdrawn DE3021174A1 (de) 1979-06-06 1980-06-04 Verfahren zur entfernung von oxidierbaren bestandteilen aus verunreinigten gasen

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JPS55165131A (de)
DE (1) DE3021174A1 (de)
DK (1) DK156814C (de)
FR (1) FR2458308A1 (de)
GB (1) GB2051761A (de)
NL (1) NL8003288A (de)
SE (1) SE8003958L (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5482538A (en) * 1993-06-24 1996-01-09 Mannesmann Aktiengesellschaft Process for removing undesirable constituents from a gas

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK167910B1 (da) * 1991-05-24 1994-01-03 Topsoe Haldor As Fremgangsmaade til fjernelse af svovloxider fra afgasser
FR2687330B1 (fr) * 1992-02-18 1994-09-09 Inst Francais Du Petrole Procede de traitement d'air de ventilation contenant du styrene.
DE19652403B4 (de) * 1996-12-17 2004-05-27 Jenoptik Katasorb Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur oxidativen Abgasreinigung
JP5935726B2 (ja) * 2013-03-07 2016-06-15 マツダ株式会社 脱臭処理装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2715607A1 (de) * 1976-04-09 1977-10-20 Lamberg Ind Res Ass Verfahren und vorrichtung zur behandlung eines verunreinigten abgases

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3150922A (en) * 1961-01-16 1964-09-29 Calumet & Hecla Method of purifying exhaust gases of internal combustion engines
FR1400504A (fr) * 1964-04-14 1965-05-28 Texaco Development Corp Perfectionnements aux catalyseurs et procédés pour le traitement de gaz d'échappement de moteurs
GB1120070A (en) * 1965-01-08 1968-07-17 Grace W R & Co Improvements in or relating to the oxidation of exhaust gases from internal combustion engines
JPS5065465A (de) * 1973-10-15 1975-06-03
US4025605A (en) * 1975-05-07 1977-05-24 Air Products And Chemicals, Inc. Method for removing low concentrations of oxidizable organic contaminants from an oxygen-containing inert gas

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2715607A1 (de) * 1976-04-09 1977-10-20 Lamberg Ind Res Ass Verfahren und vorrichtung zur behandlung eines verunreinigten abgases

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5482538A (en) * 1993-06-24 1996-01-09 Mannesmann Aktiengesellschaft Process for removing undesirable constituents from a gas

Also Published As

Publication number Publication date
DK234879A (da) 1980-12-07
DK156814B (da) 1989-10-09
DK156814C (da) 1990-02-26
NL8003288A (nl) 1980-12-09
JPH0347884B2 (de) 1991-07-22
SE8003958L (sv) 1980-12-07
JPS55165131A (en) 1980-12-23
FR2458308A1 (fr) 1981-01-02
GB2051761A (en) 1981-01-21
FR2458308B1 (de) 1985-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0714006B1 (de) Verfahren zum Trocknen einer Substanz, insbesondere von Holzspänen
EP0630681B1 (de) Verfahren zur Entfernung unerwünschter Beimengungen eines Gases
DE1115023B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Aktivieren oder Regenerieren eines chromoxydhaltigen Olefin-polymerisationskatalysators
DE1592913C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Ruß
DE968065C (de) Verfahren zur Erzeugung elementaren Schwefels
DE2813227C2 (de) Reaktor zur kontinuierlichen thermischen Behandlung von verunreinigten kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmitteln
DE102013000013A1 (de) Beseitigung von Ammoniak und niederen Alkanen und/oder Wasserstoff in Abgasströmen in Industrieanlagen
DE3709174C2 (de)
DE2436792B2 (de) Verfahren zur Reinigung von Abwässern mittels Aktivkohle
DE10214567C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von Ammoniak aus Abgasen
DE2630901A1 (de) Vorrichtung zur beseitigung von ozon aus gasgemischen
DE2711897A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur katalytischen oxidation von gasfoermigen schwefelverbindungen zu schwefeltrioxid
DE1270537B (de) Verfahren zum periodischen endothermen katalytischen Spalten von Kohlenwasserstoffen
DE3021174A1 (de) Verfahren zur entfernung von oxidierbaren bestandteilen aus verunreinigten gasen
DE4401407A1 (de) Verfahren zur Reinigung von unter Druck stehenden Abgasen durch katalytische Nachverbrennung
DE3731882C1 (en) Process and plant for exhaust air purification
DE2745100C2 (de) Verfahren zur katalytischen Verbrennung von Gasen, die verbrennbare Substanzen enthalten
DE102008037418B3 (de) Verfahren zur Reinigung von Abgasen durch generative Nachverbrennung
DD157889A5 (de) Verfahren zur katalytischen gasreinigung
DE3423169A1 (de) Verfahren zur gewinnung von organischen substanzen aus gasen durch adsorption
DE1567890C3 (de) Kontinuierliches Verfahren zur Um Wandlung von Stickstoffoxiden in einem Abgas strom
DE19652403B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur oxidativen Abgasreinigung
DE60309010T2 (de) Katalytischen Zersetzung von Distickstoffmonoxid (N2O)
DE2715607A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur behandlung eines verunreinigten abgases
DE2928138A1 (de) Verfahren zum reinigen von abgas

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8130 Withdrawal