DE3603984A1 - Verfahren zur abscheidung von stickoxiden aus abgasen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß Stickstoffoxide aus Abgasen durch wässrige Lösungen, welche z. B. Eisen-II-ethylendiamintetraacetat oder andere Komplexverbindungen von Eisen oder Kobalt enthalten, absorbiert werden können.

Die Reduktion der durch die Metallkomplexe aus der Gasphase in die Flüssigkeit überführten Stickstoffoxide findet nach Chang 1 J durch eine Reaktion statt, in deren Verlauf Salpetrige Säure und Schweflige Säure miteinander reagieren.

Je nach pH-Wert und Konzentration an Salpetriger Säure und Schwefliger Säure entsteht neben Stickstoff (N₂) auch Distickstoffoxid (N₂O) sowie Stickstoff-Schwefelverbindungen wie Nitrilotrisulfonsäure, Smidosulfonsäure, Amidosulfonsäure, Hydroxysulfonsäure und ähnliche Verbindungen.

Zur Reduktion der absorbierten Stickstoffoxide wird nach Chang die dreifache molare Menge an schwefliger Säure benötigt.

Dieser Bedarf an schwefliger Säure paßt häufig nicht mit den Verhältnissen, wie sie natürlicherweise in Abgasen angetroffen werden, zusammen, vor allem, wenn es sich um schwefelsaure Brennstoffe oder sehr heiße Verbrennungstemperaturen mit großer thermischer Stickoxidproduktion handelt.

Zur Einstellung des erforderlichen Molverhältnisses wurden Maßnahmen vorgeschlagen, mit denen der Stickstoffoxid- Gehalt gesenkt oder aber der Anteil an Schwefliger Säure erhöht wird. Letzteres soll durch Dosierung von Schwefliger Säure,, ihren Salzen, ihrem Anhydrit, Disulfit, Dithionit oder durch Verbrennen von Schwefel und Zumischen der Verbrennungsgase erfolgen.

Diese Maßnahmen sind kostenintensiv und führen zur Anreicherung der oben genannten Stickstoff-Schwefelverbindungen, welche aus den Waschlösungen ausgeschleust und beseitigt werden müssen.

Es wird daher vorgeschlagen, die Reduktion der Salpetrigen Säure, welche sich aus den Stickstoffoxiden bildet, nicht durch schweflige Säure vorzunehmen, sondern durch die an sich seit langem bekannte Reaktion

NH + NO → N₂ + 2H₂O (1).

Indem der Lösung, welche den Metallkomplex enthält und die Stickstoffoxide aus den Abgasen absorbiert, eine ausreichende Menge an Ammoniumionen zugeführt wird, kann die Reaktion (1) bei Temperaturen von ca. 40-90°C in bekannter Weise ablaufen.

Zweckmäßigerweise wird der Lösung zunächst Ammoniumsulfat zugesetzt. Der weitere Ammoniumverbrauch kann durch gasförmiges Ammoniak, Ammoniumhydroxid oder Harnstoff ergänzt werden.

Die Reduktion des durch Sauerstoff aus dem Abgas oxidierten Eisen-II-Komplexes kann vorteilhaft elektronisch in Elektrolysezellen, aber auch in bekannter Weise durch andere Reduktionsmittel wie Hydrazin oder Dithionit erfolgen.

Die Vorteile des Verfahrens sind folgende:

• 1.) Die Stickstoffoxid-Reduktion wird vom SO₂-NO- Molverhältnis unabhängig.
• 2.) Das Verfahren kann hinter bereits bestehenden Rauchgasentschwefelungsanlagen eingesetzt werden.
• 3.) Das Verfahren kann ergänzend bei simulanten Waschverfahren eingesetzt werden, wenn das SO₂-NO-Molverhältnis nicht ausreicht und durch kostenintensive Maßnahmen eingestellt werden muß.
• 4.) Das Verfahren ist abwasserfrei, wenn die Eisenreduktion elektrochemisch mittels Elektrolyse erfolgt und NH₃ so zudosiert wird, daß keine Restprodukte bleiben.
• 5.) Das Verfahren kann für SO₂-freie oder SO₂-arme Rauchgase eingesetzt werden.

• Literaturhinweise: (1) S. G. Chang, D. Littlejohn, N. H. Lin: in "Flue Gas Desulfurization", Editor: J. L. Hudson, G. T. Rochelle, Am. Chem. Soc. Washington, D. C. (1982)

Claims (2)

1. Anspruch 1
   Verfahren zur Abscheidung von Stickoxiden hinter Abgasen dadurch gekennzeichnet, daß die komplex an Übergangsmetallverbindungen gebundenen Stickstoffoxide mit Hilfe von Ammonium-Ionen reduziert werden.
2. Anspruch 2
   Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumverbindungen aus Ammoniak, Ammoniumhydroxid und/oder Harnstoff oder deren Verbindungen bestehen.