DE3232544A1

DE3232544A1 - Verfahren zum entfernen von schwefel- und stickstoffoxiden aus einem abgas

Info

Publication number: DE3232544A1
Application number: DE19823232544
Authority: DE
Inventors: Takeshi Ichikawa Chiba Hamada; Yoshinobu Kitakyushu Fukuoka Komatsubara
Original assignee: Mitsui Mining Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining Co Ltd
Priority date: 1981-09-10
Filing date: 1982-09-01
Publication date: 1983-06-30
Anticipated expiration: 2002-09-02
Also published as: JPS5843223A; AU558983B2; DE3232544C2; AU8787082A; CA1193829A; JPH0366006B2

Description

Verfahren zum Entfernen vun St:Iiwefel-~und Stickstoffoxiden aus eiiiem Abgas
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Schwefel- und Stickstoffoxiden aus einem Abgas durch eine e Trockenbehandlung, bei der das Abgas durch-ein aus einem kohlehaltigen Adsorptionsnlittel gebildetes Wanderbett geleitet und die Stickstoffoxide durch die reduzierende Wirkung von Ammoniak gleichzeitig mit den Schwefeloxiden entfernt werden.
Es ist ein Verfahren zum Entfernen von Schwefel- und Stickstoffoxiden aus einem Abgas durch eine Trockenbehandlung bekannt, bei der zum Entfernen der Schwefeloxide aus dem Abgas dieses durch ein aus einem kolehaltigen Adsorptionsmittel gebildet es Wanderbett geleitet, während zum Entfernen der Stickstoffoxide Ammoniak zugegeben wird. Hierbei wird Ammoniakgas in reiner Form oder mit einem anderen geeigneten Gas verdünnt an einer vor dem Wanderbett liegenden Zuleitung dem Abgas zugegeben, wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist. In der Anlage gemaß dieser Figur werden das Abgas 1 und Ammoniakgas oder ein Ammoniak enthaltendes Gas 3 mittels einer Ammoniakmischeinrichtung 6 zugeführt und, in Querrichtung fließend, in Berührung mit dem Wanderbett 4 gebracht, das aus einem kohlehaltigen Adsorptionsmittel 2 besteht. Dieses bekannte Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß in der Abgasabzugleitung und am Einlaß des Wanderbetts, der aus jalousieartigen Schlitzen oder einer Lochplatte besteht, Ammoniumsulfat oder Ammoniumllydrogensulfat gebildet, abgelagert und angesammelt werden, so daß der Leitungsquerschnitt des Abgases verringert wird und ein n Abgasdruckabfall auftritt, was zu einem Fehlleiten der r Abgasströmung und zu einer Verringerung des Wirkungsgra des beim Abtrennen der Sch>~efel- und Stickstoffoxide führt.
Die Temperatur eines in einer Vorricbtung zum Entfernen von Schwefe und Stickstoffoxiden durch eine Trockenbebandhlung zu behandelnden Abgases liegt allgemein innerhalb des Bereiches von @ Zimmertemperatur bis 1800C. Innerhalb dieses Temperaturbereiches ist die Reaktion zwischen Ammoniak und Seliwefeloxiden vorrangig gegenüber der Reaktion zwischen Ammoniak und Stickstoffoxiden, so daß bei dem bekannten Verfahren, bei dem ein einziges Wanderbett eingesetzt und Ammoniak dem Abgas vor dem Eintritt in das Wanderbett zugegeben wird, die Nachteile unvermeidbar sind, wonach ein noller Wirkungsgrad bei der Entfernung der Stickstoffoxide nicht gewährleistet und der Verbrauch an Ammoniak hoch ist.
Zur Überwindung dieser Nachteile ist ein Verfahren in Vorschlag gebracht worden, bei dem in einem zwei Wanderbetten 4 und 5 aus einem kohlehaltigen Adsorptionsmittel 2 aufweisenden System, wie es in der Fig. 2 gezeigt ist, das Abgas 1 mit oder ohne Zugabe einer geringen Menge an Ammoniak 3' vor dem Eintritt in das erste Wanderbett 4 durch das Wander -bett 4 geleitet wird, in dem die Entschwefelung hauptsächlich infolge der adsorptiven Wirkung des kohlehaltigen Adsorptionsmittel stattfindet, wonach das aus dem ersten Wanderbett 4 austretende Abgas 1 mit Ammoniak 3 vermischt und durch das zweite Wanderbett 5 geführt wird, in dem hauptsächlich eine Denitrifizierung stattfindet. Dieses Verfahren erfordert zwei Wanderbetten, was zu einer Erhöhung der Installationskosten führt.
Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein Verfahren zum Entfernen von Schwefel- und Stickstoffoxiden aus einem Abgas durch eine Trockenbeliandlung mit einem kohlehaltigen Adsorptionsmittel vorzusehen, bei dem die Wirtschaftlichkeit durch eine Verbesserung des Wirkungsgrades, einer Verringerung des Ammoniakverbrachs und einer Vereinfachung der Anlage verbessert ist.
Die erfindungsgeinäße Lösung der Aufgabe und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den P a t e n t a n s p r ü c h e n.
Bei Versuchen zur Ül@iwindung der vorstchend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik wurde gefunden, daß dies durch direkte Zugabe des Ammoniaks zu den aus dem kohlehaltigen Adsorptionsmittel bestchenden Wä @derbeti erzielbar ist.
Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zum Entfernen von Schwefei-und Stickstoffoxiden aus einem Abgas durch eine Trockenbebandlung vorgeschen, bei der das Abgas durch ein aus einem kohlchaltigen Adsorptionsmittel gebildetes Wanderbett geteitet und die Stickstoffoxide durch die reduzierende Wirkung von Ammoniak gleichzeitig mit den Schwefeloxiden entfernt werden, wobei man das Ammoniak dem aus dem koblehaltigen A dsorpt ionsmittel bestehenden Wa nderbett direkt zugibt.
Brauchbare Beispiele des kohlehaltigen Adsorptionsmittels sind aktivierte Kohlenstoffe, aktivierte Kokse, Halbkokse usw. , wie sie @blicherweise Verwendung finden, und das Ammoniak wird in Form von reinem Ammoniak gas oder in Verdünnung; mit einem anderen geeigneten Gas eingesetzt, Das Wanderbett wird üblicherweise bei einer Temperatur von Zirnnertemperatur bis 1800C gehalten.
Anhand der Figuren soll die Erfindung an bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert werden Es zeigen: Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen bekanpter, zum Zugeben von Ammoniak ausgelegter Systeme oder Anlagen; Fig. 3 und 4 schematische Darstellungen von zum erfindungsgemäßen Zugeben von Amm@niak ausgelegter Systeme oder Anlagen; und Fig. 5 und 6 graphische Darstellungen der Bezichung zwischen dem Druckabfall eines durch ein Wanderbett geleiteten Abgases und der Betriebsdauer bei der Durchdübrung des bekannten bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der Ammoniakgas oder verdünntes Ammoniakgas 3 eirem aus einem kohlehaltigen Adsorptionsmittel 2 gebildeten Wanderbett 4 direki über eine Ammoniakverteilungseinrichtung 7 zugegeben wird, die im Inneren des Wanderbetts 4 vorgeschen ist, wobei ein Abgas t in der Weise durch ds Wanderbett 4 geleitet vgjrd, d;lß es in Querrichtung strömend mit dem kohlehaitigen Adsorptionsmittel 2 in Berührung kommt.
Erfindungsgemäß wird das anunoniak dem aus einem kohlehaltigen Adsorptionsmittel bestehenden Wanderbett direkt zugegeben, so daß Ammoniumsulfat oder Ammoniumhydrogensulfat nur auf dem bewegten kohlehaltigen Adsorptions@ittel gebildet und kontinuierlich ausgetragen wird. Somit läßt sich ein Verstopfen des Abgasabzugs und der Lochplatie oder der jalousieartigen Seblitze, die am Einlaß des Wanderbells vorgeschen sind, aufgrund der Bildung, Ablagerung und Ansammlung von Ammoniumsulfat oder ammoniumhydrogensulfat wirksam vernieiden, so daß ein Druckabfall des Abgases beträchtlich verringert, ein Fchlleiten der Abgasströmung vermieden und eine konstante Strömung un Verlauf einer lnngen Zeitdauer aufrechterhalten werden kann.
Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung bei der Ammoniakverteilereinrichtungen 7 und in einer Mehrzahl in einem einzigen Wanderbeit vorgesehen sind, um das Ammoniak in verteilter Form zuzuführen. Bei dieser Ausfübrungsform lassen sich die gleichen Wirkungen und Verteile erzielen, wie in dem Fall, bei dem die Wanderbetten in einer Atehrzahl vorgeschen sind und es läßt sich unter Verwendung einer einfachen Anlage oder Vorrichtung der Wirkungsgrad bei der Enif@ @ung derStikstoff@@ide unter verringertem Ammor@akverbr@uchs@eigern, S@@@it l@@2en sich die Installations und ßetriebskosten der Aplage oder Vo@ @@htung bet@ äehilich ver@inge@n.
Sellstverständlich ist die erfindungsgemäße direkte Zugabe oder zuführung des ammoniaks nicht auf den Fall der Verwendung eines einzigen Wanderbetts beschränkt.
Anhand der nachstehenden Beispiele soll die Erfindung weiter im einzelnen erläutert werden. Für den Fachmann ist es ersichtlich, daß s icii innerhalp des Rahmens des Erfindungsgedankens bezüglich der Bestandteile, Mengenverhältnisse, Reibenfolgen der Verfahrensabläufe und ähnlichen Einzelheiten verschiedene Änderungen und Modifikationen vornehmen lassen. Somit ist die Erfindung nicht als auf die angegebenen Beispiele beschränkt aufzufassen.
Beispiel 1 Ein aus der Verbrennung eines Heizöls erhaltenes Abgas, das 860 ppm SO2 und 170 ppm NOx enthielt, wurde bei einer Temperatur von 155°C und einem Durchsatz von 1000 Nm3/h in Querrichtung durch ein aus körnigem, aktiviertem Kohlenstoff besteloendes Wanderbett geleitet, das in Abwärtsrichtung mit einem Durchsatz von 40 l/h bewegt wurde.
Ammoniak wurde mit dem alls dem Wanderl)ett austretenden Abgas ver -dünnt und über eine Gasverteilereinrichtung, die an der Abgaseinlaßseite direkt hinter jalousieartigen Schlitzen vorgesehen war, direkt in das Wanderbett eingeführt. Die zugegebene ammoniakmenge betrug 0,43 Nm3/h. Der Druckabfall des Abgases im Wanderbett änerte sich kaum im Verlauf der Betriebsdauer, wie dies in der Fig. 6 dargestellt ist. Die Konzentration des SO2 und des NO im Abgas am Auslaß des Wanderbetts betrug nach 100 Stunden 80 ppm bzw, 90 ppm Vergleichsbeispiel 1 Die Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß das Ammoniak an einer Abgasleitung vor dem Wanderbeit zugegeben wurde. Der Druckabfall des Abgases im Wanderbett änderte sich im Verlauf der Betriebsdauer, wie dies in der Fig. 5 dargestellt ist. Der Druckabfall vergrößerte sich allmählich und beirug nach 168 Stunden 23,5 mbar. Die Konzentration des SO2 und NOx im Abgas am Auslaß des Wanderbetts betrug Iiach 100 Stuiiden 91 ppm bzw. 100 ppm.
beispiel 2 Ein aus der Verbrennung eines Heizöls erhaltenes Abgas, das 900 ppm SO2 und 300 ppm NOx enthielt, wurde bei einer Temperatur von 155°C und einem Durchsatz von 1000 Nm3/h in Querrichtung druch ein aus aktiviertem, geformten Koks bestehendes Wanderbett geleitet, das in Abwärtsrichtung , mit einem Durchsatz von 80 lgh bewegt wurde. Ammoniak wurde mit dem aus dem Wanderbett austretenden Abgas verdünnt und verteilt mit einem Durchsatz von 0,18 Nm3/h am Einlaßteil des Wanderbetts und mit einem Durchsatz von 0,27 Nm3/h am mittleren Teil des Wanderbetts in d.ts Wanderbett eingeflihrt. Die Konzentration des SO ulld des NOx im Abgas nach dem Durchsetzen des Wanderbetts betrug 0 bis 2 ppm bzw. 63 ppm.
L e e r s e i t e

Claims

Verfahren zum Entfernen von Schwefel- und Stickstoffoxiden aus einem abgas Patentansprüche: Verfahren zum Entfernen von Schwefel- und Stickstoffoxiden aus einem Abgas durch eine Trockenbehandlung, bei der das Abgas durch ein aus einem kohlehaltigen Adsorptionsmittel gebildetes Wanderbett geleitet und die Stickstoffoxide durch die reduzierende Wirkung von Ammoniak gleichzeitig mit den Schwefeloxiden entfernt werden, d a d u r c h g e k e z e i c h ne t, daß man das Ammoniak düm Wanderbett aus dem kohlehaltigen Adsorptionsmittel direkt zugibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, das Ammoniak in Form von Ammoniakgas alleine oder mit einem anderen Gas verdünnt zugegeben w
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ammoniak durch in einer Mehrzahl in einem einzigen Wanderbett vorgesehene Dispergiereinrichtungen aufgeteilt zugegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geke nnz eic hne t daß das Wiiderbett bei einer Temperatur von Zimmertemperatur bis 180 0C gehalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlehaltige Adsorptionsmittel aus aktiviertem Kohlenstoff, aktiinertem Koks und/oder Ilalbkoks besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas in Querrichtung strömend mit dem in Abwärtsrichtung bewegten Wanderbett aus dem kohlehaltigen Adsorptionsmittel in Berührung gebracht wird.