DE3122423A1

DE3122423A1 - Process for removing ammonia from exhaust gases

Info

Publication number: DE3122423A1
Application number: DE19813122423
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.rer.nat. 8021 Baierbrunn Baur; Helmut Dr.rer.nat. 8000 München Fricke
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1981-06-05
Filing date: 1981-06-05
Publication date: 1982-12-30

Abstract

The present invention relates to a process for removing ammonia from exhaust gases, in which the exhaust gases are brought into contact with hot nitrous gases at temperatures in the range from 700 to 1100 DEG C. This process can be applied with particular advantage to the removal of ammonia from the vapours from acid water strippers of refineries and coal gasification plants and from waste water strippers of animal carcase utilisation establishments.

Description

Verfahren zur Beseitigung von Ammoniak aus AbgasenProcess for removing ammonia from exhaust gases

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Ammoniak aus Abgasen.The invention relates to a method for removing ammonia from exhaust gases.

Das in Abgasen enthaltene Ammoniak ist ein gefährlicher Schadstoff, der einerseits Luftverunreinigungen hervorruft und andererseits zu Verstopfungen von Rohrleitungen führt, da gasförmiges Ammoniak mit im Abgas enthaltenen sauren Gasen, wie H2S, SO, oder S03 unter Bildung von Ammoniumsalzen reagiert. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, das Ammoniak aus solchen Gasen in einer die Umwelt nicht belastenden Weise zu entfernen.The ammonia contained in exhaust gases is a dangerous pollutant, which on the one hand causes air pollution and on the other hand to blockages of pipelines, since gaseous ammonia with acidic contained in the exhaust gas Gases such as H2S, SO, or S03 reacts to form ammonium salts. For this Basically, it is desirable to remove the ammonia from such gases in the environment non-incriminating way to remove.

Aus der DE-OS 25 37 451 ist ein Verfahren zum Umsetzen des in Koksofengas enthaltenen, mit Wasser ausgewaschenen und in den Entsäurerschwaden der nach dem Ammoniakkreislauf betriebenen Schwefelwasserstoffwäsche angereicherten Ammoniaks und Schwefelwasserstoffs bekannt Bei dem Verfahren werden die Entsäurerschwaden mit für die Umsetzung des Ammoniaks zu Stickstoff und Wasser und des Schwefelwasserstoffs zu Schwefel ausreichenden Oxidationsmitteln umgesetzt, die Umsetzungsgase über einen Katalysator geleitet und auf Schwefel aufgearbeitet. Die Umsetzung der Entsäurerschwaden erfolgt dabei mit reinem Sauerstoff oder mit Gasen, die mit Sauerstoff angereichert sind, in zwei Stufen. Ein Teil der abgekühlten, von Ammoniak und Schwefelwasserstoff befreiten Umsetzungsgase wird im Kreislauf zurückgeführt und mit den umzusetzenden Entsäurerschwaden vereinigt, wodurch die Umsetzungstemperaturen zwischen 1000 und 12000C gehalten werden.From DE-OS 25 37 451 a method for converting the in coke oven gas is contained, washed out with water and in the deacidification vapors after the Ammonia cycle operated hydrogen sulfide scrubbing of enriched ammonia and hydrogen sulfide are known in the process, the deacidification vapors with for the conversion of the ammonia to nitrogen and water and the hydrogen sulfide converted to sulfur-sufficient oxidizing agents, the conversion gases via a Catalyst passed and worked up on sulfur. The implementation the deacidification steam is done with pure oxygen or with gases that contain Oxygen enriched in two stages. Part of the cooled, from ammonia and the reaction gases freed from hydrogen sulfide are recycled and combined with the deacidification vapors to be converted, thereby reducing the reaction temperatures be kept between 1000 and 12000C.

Dieses Verfahren ist jedoch nur dort kostengünstig einsetzbar, wo reiner Sauerstoff oder ein sauerstofreicheres Gas als Luft ohnehin zur Verfügung stehen, und außerdem auf die gleichzeitige Umsetzung von Schwefelwasserstoff beschränkt.However, this method can only be used cost-effectively where pure oxygen or a gas that is more oxygen-rich than air is available anyway are, and also limited to the simultaneous conversion of hydrogen sulfide.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein möglichst kostengünstiges und einfaches Verfahren zur Beseitigung von Ammoniak aus Abgasen zur Verfügung zu stellen, das überdies umweltfreundlich ist.The object of the present invention is therefore to provide a cost-effective as possible and simple method of removing ammonia from exhaust gases is available too that is also environmentally friendly.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abgase mit heißen Rauchgasen, die nitrose Gase enthalten, in Kontakt gebracht werden.This object is achieved according to the invention in that the exhaust gases come into contact with hot smoke gases containing nitrous gases.

In einer heißen Rauchgasatmosphäre wird das Ammoniak vollständig beseitigt. Dabei findet neben der thermischen Zersetzung zu N2 und H, auch die folgenden Reatkion mit dem Stickstoffmonoxid des Rauchgases statt: Infolge dieser Reaktion wird gleichzeitig der NOx-Gehalt des Rauchgases stark gesenkt, womit ein Beitrag zum Umweltschutz geleistet wird.The ammonia is completely eliminated in a hot flue gas atmosphere. In addition to the thermal decomposition to N2 and H, the following reaction with the nitrogen monoxide in the flue gas also takes place: As a result of this reaction, the NOx content of the flue gas is simultaneously greatly reduced, which makes a contribution to environmental protection.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine eigene Verbrennung der NH3-haltigen Abgase eingespart, bei der aus dem NH3 in erheblichem Maße NOX, also ein noch giftigerer Schadstoff erzeugt wird. Die Erfindung hat demgegenüber den herausragenden Vorteil, daß nicht nur die NOx-Bildung vermieden,sondern im Gegenteil sogar das im Rauchgas vorhandene NOx zum Teil reduziert wird.The method according to the invention creates its own combustion the NH3-containing exhaust gases are saved, in which the NH3 produces a considerable amount of NOX, so an even more toxic pollutant is produced. The invention has on the other hand the outstanding advantage that not only the formation of NOx is avoided, but on the contrary even some of the NOx present in the flue gas is reduced.

Besonders vorteilhaft gestaltet sich das erfindungsgemäße Verfahren, wenn der Kontakt der ammoniakhaltigen Abgase mit den Rauchgasen bei Temperaturen im Bereich von 700 bis 11000c erfolgt. Dabei hat sich ergeben, daß eine Kontakttemperatur von etwa 8000c bereits äußerst befriedigende Ergebnisse liefert.The method according to the invention is particularly advantageous, when the ammonia-containing exhaust gases come into contact with the flue gases at temperatures takes place in the range of 700 to 11000c. It has been found that a contact temperature of about 8000c already gives extremely satisfactory results.

Nach einer weiteren Ausgestaltungsform des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, Ammoniak, bezogen auf die in den Rauchgasen enthaltenen Stickstoffoxide, im Überschuß mit den Rauchgasen in Kontakt zu bringen. Dieser Überschuß bringt den Vorteil mit sich, daß das NOX aus dem Rauchgas entfernt wird. Dabei kann es nicht als nachteilig angesehen werden, daß noch ein NH#-Überschuß vorhanden ist, der beseitigt werden soll. Denn dieser Überschuß ist nicht schädlich, da er thermisch zersetzt wird.According to a further embodiment of the inventive concept provided, ammonia, based on the nitrogen oxides contained in the flue gases, to be brought into contact in excess with the flue gases. This excess brings that This has the advantage that the NOX is removed from the flue gas. It can't be regarded as disadvantageous that an NH # excess is still present, which eliminates shall be. Because this excess is not harmful because it decomposes thermally will.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit besonderem Vorteil auf die Beseitigung des Ammoniaks aus den Brüden aus Sauerwasserstrippern von Raffinerien- und Kohlevergasungsanlagen angewendet werden. Ebenso gut ist das Verfahren auf die Beseitigung des Ammoniaks aus den Brüden aus Abwasserstrippern von Tierkörperverwertungsanstalten anwendbar.The inventive method can be used with particular advantage on the Removal of ammonia from the vapors from sour water strippers from refineries and coal gasification plants can be used. The procedure is equally good on that Removal of ammonia from the vapors from waste water strippers from animal recycling plants applicable.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von zwei Bn 4 spielen näher erläutert: Beispiel 1: Aus verschiedenen Prozessen einer Raffinerie, z.B. dem katalytischen Fluidcracken und/oder der katalytischen Hydroentschwefelung, fallen insgesamt 13 t/h Abwasser an, die 3000 bis 4000 Gew.ppm H2S, 1000 bis 2000 Gew.ppm NH3, 5 bis 50 Gew.ppm HCN sowie 100 bis 300 Gew.ppm Phenole enthalten und mit Kohlenwasserstoffen gesättigt sind. Durch Anwärmung dieser Abwässer bis nahe zum Siedepunkt und Strippen mit 1 bis 3 t/h Dampf können H2S, NH3 und HCN bis auf einige ppm entfernt werden. Mit dieser Verfahrensweise wird jedoch die Umweltbelastung lediglich vom Wasser in die Luft verschoben, da die Brüden aus dem Stripper ca. 99,9% des eingefahrenen H2S, 99% des NH3, 95% des HCN und 30% der Phenole, sowie einen Teil der Kohlenwasserstoffe neben großen Mengen Wasserdampf enthalten.In the following, the method according to the invention is based on two Bn 4 games explained in more detail: Example 1: From different processes a refinery, e.g. the catalytic fluid cracking and / or the catalytic Hydro desulphurization, a total of 13 t / h of wastewater is produced, the 3000 to 4000 ppm by weight H2S, 1000 to 2000 ppm by weight NH3, 5 to 50 ppm by weight HCN and 100 to 300 ppm by weight phenols and are saturated with hydrocarbons. By heating this waste water H2S, NH3 and HCN can be used up to near boiling point and stripping with 1 to 3 t / h steam can be removed down to a few ppm. However, with this procedure, the environmental pollution only moved by the water into the air, as the vapors from the stripper approx. 99.9% of the run-in H2S, 99% of the NH3, 95% of the HCN and 30% of the phenols, as well contain some of the hydrocarbons in addition to large amounts of water vapor.

Zur Vernichtung des Ammoniak aus den Brüden werden diese erf#rdungsgemäß in die 700 bis 11000C, vorzugsweise 8000C hei-Ben Rauchgase der nächstgelegenen Feuerung eingeleitet. NH3 setzt sich mit dem bei jeder Feuerung im Rauchgas enthaltenen NOX zu den ungiftigen Produkten N2 und H2O um. Auf diese Weise kann der NOx -Gehalt des Rauchgases bei genügend großem NH3-Überschuß weitestegehend reduziert werden. Der NH3-Uberschuß zerfällt thermisch ebenfalls zu N2 und H2.In order to destroy the ammonia from the vapors, these are used according to the invention in the 700 to 11000C, preferably 8000C hot flue gases of the closest Firing initiated. NH3 settles with that contained in the flue gas in every firing NOX to the non-toxic products N2 and H2O. In this way, the NOx content of the flue gas can be reduced as far as possible with a sufficiently large excess of NH3. The excess NH3 also decomposes thermally to form N2 and H2.

Die übrigen Schadstoffe wie H2S, HCN und die Phenole werden zu SO2 bzw. unschädlichem CO2 und Wasser oxidiert.The other pollutants such as H2S, HCN and the phenols become SO2 or harmless CO2 and water are oxidized.

Beispiel 2: Bei der Verarbeitung von Tierkörpern und tierischem Abfall in Tierkörperverwertungsanlagen zu Fleischmehl fallen ca.Example 2: When processing animal carcasses and animal waste In animal carcass processing plants for meat meal, approx.

2 t/h hochverschmutzes Abwasser an, das neben 300 bis 500 Gew.ppm Feststoffe einen hohen Anteil gelöster organischer Substanz, ausgedrückt in CSB (chemischer Sauerstoffbedarf) 300 bis 500 Gew.ppm Ammoniak-Stickstoff, 1000 bis 9000 Gew.2 t / h of highly polluted wastewater, which in addition to 300 to 500 ppm by weight Solids have a high proportion of dissolved organic matter, expressed in COD (chemical oxygen demand) 300 to 500 ppm by weight ammonia nitrogen, 1000 to 9000 wt.

ppm organische Säuren und nur wenig H2S enthält. Im Abwas- ser muß der Ammoniakgehalt auf 100 bis 200 mg NH,-Stickstoff reduziert werden, um es in eine biologische Reinigungsstufe einleiten zu können, ohne daß toxische Schäden auftreten.Contains ppm organic acids and only a little H2S. In the sewage ser the ammonia content must be reduced to 100 to 200 mg NH, nitrogen in order to achieve it to be able to initiate a biological purification stage without causing toxic damage appear.

Dazu wird das Abwasser gefiltert, mit soviel Lauge versetzt, daß die organischen Säuren neutralisiert werden, bis nahe zum Siedepunkt angewärmt und mit Dampf gestrippt. Die Brüden aus dem Stripper werden zur Vernichtung des Ammoniak und zur Reduktion der nitrosen Rauchgase erfindungsgemäß direkt in die Rauchgasleitung eines Schweröl-befeuerten Dampfkessels geleitet, der Dampf zur Beheizung der Kocher erzeugt.For this purpose, the wastewater is filtered and so much lye is added that the organic acids are neutralized, warmed up to near boiling point and with Steam stripped. The vapors from the stripper are used to destroy the ammonia and to reduce the nitrous flue gases according to the invention directly into the flue gas line a heavy oil-fired steam boiler, the steam to heat the cooker generated.

In dem Dampfkessel werden 300 llh 4250 kg/h) schweres Heizöl verbrannt und daraus ca. 400 m3/h Rauchgas erzeugt. Dieses enthält ca. 250 Vol.ppm NOX, so daß die stündlich erzeugte NOx-Menge etwa 100 1 (bei 1,033 bar, 0°C} beträgt.300 llh (4250 kg / h) of heavy fuel oil are burned in the steam boiler and from it approx. 400 m3 / h flue gas is generated. This contains approx. 250 ppm by volume NOX, see above that the amount of NOx generated hourly is about 100 1 (at 1.033 bar, 0 ° C}.

Beim Abstrippen von 200 Gew.ppm NH3/l Abwasser bestehen die Brüden aus Wasserdampf und enthalten ca. 500 l/h Ammoniak.The vapors exist when 200 ppm by weight NH3 / l wastewater are stripped off from water vapor and contain approx. 500 l / h ammonia.

Mit diesem 5-fachen NH3-Überschuß gelingt es, das NOx auf weniger als 50 Vol.ppm zu reduzieren. Der NH3-Überschuß wird thermisch zersetzt.With this 5-fold excess of NH3 it is possible to reduce the NOx to less than 50 vol.ppm. The excess NH3 is thermally decomposed.

Claims

Claims 1. A method for removing ammonia from exhaust gases, characterized in that the exhaust gases with hot smoke gas; sen, the nitrous gases # 2. The method according to claim 1, characterized in that that the contact of the ammonia-containing exhaust gases with the flue gases at temperatures takes place in the range of 700 to 11000C.

3. The method according to claim 2, characterized in that the contact the ammonia-containing exhaust gases with the flue gases takes place at around 8000c.

4 The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the ammonia, based on the nitrogen oxides contained in the flue gases, is brought into contact with the flue gases in excess.

5. Application of the method according to one of claims 1 to 4 on the Removal of ammonia from the vapors from sour water strippers of refineries and coal gasification Investments.

6. Application of the method according to one of claims 1 to 4 on the Removal of ammonia from the vapors from waste water strippers from animal recycling plants.