DE3233316C2

DE3233316C2 -

Info

Publication number: DE3233316C2
Application number: DE3233316A
Authority: DE
Inventors: Horst Dr.-Ing. 5042 Erftstadt De Bechthold; Heinz Juergen Ing.(Grad.) 5206 Neunkirchen De Fischer; Wolfgang 4019 Monheim De Schulte
Original assignee: Walther and Co AG
Current assignee: Walther and Co AG
Priority date: 1982-09-08
Filing date: 1982-09-08
Publication date: 1989-04-20
Also published as: AT385430B; IT1169798B; ZA835497B; JPS5966331A; SE8304056L; DE3233316A1; FR2532558A1; DK405283A; US4564510A; IT8322754A0; SE452559B; DK405283D0; NL8302885A; ATA216683A; SE8304056D0; CH660983A5; FR2532558B1

Description

Bei einem älteren Verfahren ist es bekannt (DE-OS 32 20 403), die Ab gase so zu entschwefeln, daß ein trockenes Ammoniumsulfat als Dünger anfällt und gleichzeitig das im Abgas vorhandene NO_x soweit abgeschie den wird, daß ein Mischdünger aus Ammoniumsulfat und Ammoniumnitrat anfällt, wobei das Mischungsverhältnis der beiden Komponenten den An forderungen des Marktes angepaßt ist. Folglich betrifft dieses ältere Verfahren die Kombination einer Entschwefelungsanlage mit einer nach geschalteten NO_x-Abscheidung für Abgase.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nur Stickoxyde abzuscheiden, die in Abgasen von Feuerungsanlagen, Salpetersäurefabrikaten oder in den Restgasen verschiedener Fabriken, die Salpetersäure verwenden, ent halten sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Entfernen von Stickoxyden aus Abgasen dadurch gelöst, daß die Abgase in der Gasphase mit einem Oxidationsmittel beaufschlagt werden, und das gebildete NO₂ in einer nachgeschalteten Absorptionsstufe unter Zugabe von Natriumverbindungen mit einer im Kreislauf geführten Absorptionsflüssigkeit, in der das verdampfte Wasser durch eine entsprechende Frischwassermenge ersetzt wird, behandelt wird, und das hierbei entstandene Absorptionsprodukt in einer nachgeschalteten Oxidationsstufe mit Luftsauerstoff zu Na triumnitrat oxidiert wird und dann als Lösung einem Einspritzver dampfer mit nachfolgender Pelletierung oder einer Kristallisations anlage zugeführt wird.

Mit diesem Verfahren wird eine reine NO_x-Abscheidung aus Schadgasen mit einer universellen Einsetzbarkeit geschaffen, womit eine wesentlich breitere Anwendungsmöglichkeit gegeben ist. So kann dieses Verfahren bei allen Verbrennungsanlagen ohne Entschwefelung der Abgase mit allen Absorptionsverfahren eingesetzt werden. Auch kann die Erfindung hinter chemischen Anlagen, z. B. bei der Salpetersäureherstellung eingesetzt werden.

Die Konzentration an Stickoxyden in diesen Abgasen können zwischen 200 und 5000 mg/m³ und auch darüber liegen.

Erfindungsgemäß wird das aus den Anlagen austretende Abgas mit den für den gewünschten NO-Abscheidegrad erforderlichen Mengen an Ozon versetzt und sodann in die erfindungsgemäße Absorptionsstufe geleitet.

Das in der Gasphase zugegebene O₃ bewirkt eine Oxidation von NO_x zu NO₂, das sich mit einfachsten Mitteln bei niedrigeren Temperaturen nach Zu gabe von Natriumverbindung in der Absorptionsstufe auswaschen läßt. Bei der Oxidation in der Gasphase läuft folgende Reaktion ab:

NO + O₃ → NO₂ + O₂

Dabei stellt sich in der Absorptionsstufe beispielsweise bei der Na trium-Zugabe ein Gleichgewicht zwischen Natriumnitrit und Natriumni trat nach folgender Reaktion ein:

2 NO₂ + 2 NaOH → NaOH₃ + NaNO₂ + H₂O

In der Absorptionsstufe für die gezielte NO_x-Entfernung wird der pH- Wert zwischen 5,0 und 10,0, bevorzugt zwischen 7,5 und 9,5 eingestellt, so daß durch die Oxidation mit Ozon aus NO gebildetes NO₂ zu den gewünschten einstellbaren Prozentsätzen ausgewaschen wird. Die Wäscher lösung der erfindungsgemäßen Adsorptionsstufe enthält somit Natrium nitrat und Natriumnitrit.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Absorptionsstufe wird einer Oxi dationseinrichtung zugeführt und im pH-Wert durch Zugabe von H₂SO₄ auf 3,0 bis 4,0 abgesenkt. Mit Luftsauerstoff wird bei die sem pH-Wert das Natriumnitrit in Natriumnitrat übergeführt.

Der Ablauf der Oxidationseinrichtung nach der NO_x-Absorptionsstufe kann im Fall von Natriumnitrat einem Sprühtrockner zugeführt werden. Das anfallende staubförmige Produkt wird anschließend pelletiert und getrocknet. Es ist in dieser Form als Dünger vermarktungsfähig.

Der Ablauf der Oxidationseinrichtung kann auch in Kristallisations anlagen verarbeitet werden. Auch das hier anfallende Kristallisations produkt kann in dieser Form als Dünger vermarktet werden.

Die Wasserbilanz wird durch Zugabe von Frischwasser in die Ab sorptionsstufe ausgeglichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben.

Das aus einer Salpetersäurefabrikation 1 austretende stickoxydhaltige Abgas wird innerhalb einer Leitung 2 mit einem Oxidationsmittel be aufschlagt. Hierzu ist eine Leitung 3 vorgesehen, mit der Ozon in die Leitung 2 gasförmig eingeblasen wird. Das so behandelte Abgas wird der Absorptionsstufe 4 zugeführt, die als Wäscher ausgebildet ist. Das erforderliche Reaktionsmittel Natrium wird mit tels einer Leitung 16 der Absorptionsstufe 4 zugegeben. Das hier ent standene Absorptionsprodukt wird über eine Leitung 8 einer Oxidations einrichtung 9 zugeführt. In diese Einrichtung wird über eine Leitung 11 Luftsauerstoff und über eine Leitung 12 Schwefelsäure oder Salpeter säure zugemischt. Die Abluft aus der Oxidation 9 wird mittels einer Leitung 15 in die Leitung 2 von der Absorptionsstufe 4 eingeführt. Das im Oxidationsbehälter 9 aufoxidierte Absorptionsprodukt wird über eine Leitung 10 zur Sprühtrocknung oder Kristallisation 13 ge fördert und das trockene Produkt über Leitung 14 abgezogen.

Das gereinigte Abgas verläßt den Wäscher 4 über eine Leitung 5 und wird mittels eines Ventilators 6 einem Kamin 7 zugeführt.

Beispiel

In eine Salpetersäurefabrikation entstehen 15 000 m³/h Abgas mit einem NO-Gehalt von 2500 mg/m³. Dieser soll auf 500 mg/m³ re duziert werden.

In der Absorptionsstufe werden 46 kg/h des in der Gasphase durch Zugabe von Ozon gebildeten NO₂ absorbiert und unter Zudosierung von Natrium zu 42 kg/h Nitrat + 34,5 kg/h Nitrit umgesetzt.

In einer dieser Stufe nachgeschalteten Oxidationseinrichtung wird mittels Luftsauerstoff NaNO₂ zu NaNO₃ oxidiert.

Hierbei entstehen aus den 46 kg/h NO₂ etwa 93 kg/h Nitrat in einer wäßrigen Lösung, die einer Sprühtrocknung oder einer Kristallisation zugeführt werden.

Merkmalsliste

1 Salpetersäurefabrik
2 Leitung
3 Leitung
4 Absorptionsstufe
5 Leitung
6 Ventilator
7 Kamin
8 Leitung
9 Oxidationseinrichtung
10 Leitung
11 Leitung
12 Leitung
13 Sprühtrocknung oder Kristallisation
14 Leitung
15 Leitung
16 Leitung

Claims

1. Verfahren zum Entfernen von Stickoxyden aus Abgasen, wobei die Abgase in der Gasphase mit einem Oxidationsmittel beauf schlagt werden, und das gebildete NO₂ in einer nachgeschalteten Absorptionsstufe unter Zugabe von Natriumverbindungen mit einer im Kreislauf geführten Absorptionsflüssigkeit, in der das ver dampfte Wasser durch eine entsprechende Frischwassermenge er setzt wird, behandelt wird, und das hierbei entstandene Ab sorptionsprodukt in einer nachgeschalteten Oxidationsstufe mit Luftsauerstoff zu Natriumnitrat oxidiert wird und dann als Lösung einem Einspritzverdampfer mit nachfolgender Pelletierung oder einer Kristallisationsanlage zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxi dationsmittel zur Oxidation der Stickoxyde Ozon in einer Menge eingesetzt wird, die dem gewünschten NO₂-Abscheidegrad entspricht.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorptionsstufe zur Einstellung eines pH-Wertes zwischen 5,0 und 10,0, eine entsprechende Menge an Natriumverbindung zuge führt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert zwischen 7,5 und 9,5 eingestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Ab sorptionsstufe nachgeschalteten Oxidationsstufe zur pH-Wert-Rege lung zwischen 3,0 und 4,0 eine entsprechende Menge Schwefelsäure oder Salpetersäure zugemischt wird.