DE3708850C1

DE3708850C1 - Process for removing acidic constituents from gases

Info

Publication number: DE3708850C1
Application number: DE19873708850
Authority: DE
Inventors: Georg Braehler; Paul-Gerhard Maurer; Axel Schoeneborn
Original assignee: Nukem GmbH
Current assignee: Nukem GmbH
Priority date: 1987-03-18
Filing date: 1987-03-18
Publication date: 1988-07-14

Abstract

To remove acidic constituents, such as hydrochloric acid, hydrofluoric acid and sulphur dioxide from gases, solid dumped packings are used which contain alkaline constituents in the form of porous calcium silicate hydrate having a free lime content or in the form of aerated or foamed concrete having a granule size of 1.5 to 20 mm, in which case the bed height must be 0.3 to 2 m and the gas velocity 0.05 to 0.3 m/sec.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung saurer Bestandteile aus Gasen, indem diese eine alkalische Bestandteile enthaltende Feststoffschüttung durchströmen.The invention relates to a method for removing acidic Ingredients from gases by making them an alkaline Flow through the solid bed containing components.

Die Emission von sauren, schädlichen Gasen wie Salzsäure, Flußsäure oder Schwefeldioxid, stellt eines der größten Umweltprobleme dar. Dabei können auch kleinere Emittenten, wie Abfallverbrennungsanlagen, Klär- und Deponiegasverwertungen, Pyrolyseanlagen oder Sinteranlagen, lokal zu hohen Schadstoffkonzentrationen führen. Für die Entfernung dieser sauren Bestandteile aus Gasströmen gibt es verschiedene Techniken.The emission of acidic, harmful gases such as hydrochloric acid, Hydrofluoric acid, or sulfur dioxide, is one of the largest Environmental problems. Smaller issuers, such as waste incineration plants, sewage and Landfill gas utilization, pyrolysis plants or sinter plants, lead locally to high concentrations of pollutants. For the Removal of these acidic components from gas streams there are different techniques.

So kann man in Wäschern die sauren Gasbestandteile mittels alkalischer Lösungen sehr effizient abscheiden. Dabei treten jedoch Nachteile auf, indem die Abgase abgekühlt und wieder aufgeheizt werden müssen. Außerdem sind die Reinigungsanlagen sehr kompliziert aufgebaut, bedürfen der ständigen Beaufsichtigung und Wartung und sind nur für den Dauerbetrieb geeignet, da An- und Abfahren überwacht werden müssen. Außerdem erzeugen sie Abwässer, welche behandelt und entsorgt werden müssen. Eine Übersicht über die Waschverfahren enthält "Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie", Bd. 6, S. 303-308.So you can use the acidic gas components in washers Separate alkaline solutions very efficiently. Here However, there are disadvantages in that the exhaust gases are cooled and have to be heated again. Besides, they are Cleaning systems constructed in a very complicated manner require the constant supervision and maintenance and are only for the Suitable for continuous operation, since start-up and shutdown are monitored have to. They also produce waste water, which is treated and have to be disposed of. An overview of the Washing process contains "Ullmanns Encyclopedia of technical chemistry ", vol. 6, pp. 303-308.

Das Abwasserproblem lässt sich vermeiden, indem man sogenannte "trockene" Verfahren anwendet (H. Michele, Chem. Ing. Techn. 56 (1984) 819-829). The wastewater problem can be avoided by uses so-called "dry" processes (H. Michele, Chem. Ing. Techn. 56 (1984) 819-829).

Hier werden pulverförmige, alkalische Reagenzien in Form einer Wirbelschicht oder als Flugstaubwolke dem Gasstrom zugesetzt und die Produkte mit den sauren Gasbestandteilen in Filtern abgeschieden. Nachteilig sind hier ebenfalls die aufwendige Konstruktion der Anlagen mit entsprechendem Überwachungsbedarf sowie die infolge der kurzen Verweilzeit ungenügende Ausnutzung der Reagenzien, welche zu hohen Kosten und großem Abfallaufkommen führen.Powdery, alkaline reagents are used here In the form of a fluidized bed or as a dust cloud Gas flow added and the products with the acidic Gas components separated in filters. Disadvantageous are also the complex construction of the Plants with corresponding monitoring requirements as well insufficient utilization due to the short dwell time of the reagents, which are expensive and expensive Lead to waste generation.

In der DE-OS 34 24 684 wird ein Verfahren zur Reinigung von industriellen Abgasen beschrieben, bei dem den ungereinigten Abgasen ein Calciumhydrosilikatpulver mit einem Korngrößenbereich von 0 bis 1 mm zugegeben und durch ein Schlauchfilter geleitet wird, wobei man dieses Pulver durch feines Vermahlen von Gas- oder Schaumbeton herstellt. Hierbei muß das Abgas aber unter 100°C abgekühlt werden.DE-OS 34 24 684 describes a method for cleaning described by industrial exhaust gases, in which the with uncleaned exhaust gases using a calcium hydrosilicate powder added to a grain size range of 0 to 1 mm and by a bag filter is passed, taking this powder produced by fine grinding of gas or foam concrete. However, the exhaust gas must be cooled below 100 ° C.

Es sind weiterhin Verfahren bekannt, bei denen Schüttungen aus kompakten Granulaten von den Abgasen durchströmt werden. Als Granulatmaterial wird vorwiegend Calciumcarbonat verwendet. Der Vorteil dieser Verfahrensweise liegt im einfachen Aufbau der Anlagen und den damit verbundenen geringen Anforderungen an Überwachung und Wartung. Sehr nachteilig ist dagegen, daß vom Granulat nur die äußere Schicht mit den sauren Schadgasen reagieren kann, das Innere dagegen nicht genutzt und somit das Abfallvolumen vergrößert wird. Solche Verfahren sind beispielsweise aus den DE-OSen 34 08 047, 33 19 516, 33 44 571 und 30 41 997 bekannt.Methods are also known in which fillings exhaust gases flow through from compact granules will. The main material used is granulate Calcium carbonate used. The advantage of this The procedure lies in the simple structure of the systems and the associated low monitoring requirements and maintenance. On the other hand, it is very disadvantageous that granules only the outer layer reacts with the acidic harmful gases can, however, not use the interior and thus the Waste volume is increased. Such procedures are for example from DE-OSen 34 08 047, 33 19 516, 33 44 571 and 30 41 997 known.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Entfernung saurer Bestandteile aus Gasen zu entwickeln, indem diese eine alkalische Bestandteile enthaltende Feststoffschüttung durchströmen, welches nur einen geringen Bedienungs-, Überwachungs- und Wartungsaufwand benötigt, einer guten Reagenzausnutzung genügt und kein Abkühlen der Abgase erforderlich macht.It was therefore an object of the present invention Process for removing acid components from gases develop by making this an alkaline ingredient flow through solid bed containing solid, which is only a small operating, monitoring and Maintenance effort required, good reagent utilization is sufficient and does not require cooling of the exhaust gases.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Feststoffschüttung ein Granulat aus porösem Calcium- Silikathydrat mit freiem Kalkanteil aus Gas- oder Schaumbeton mit einer Granulatgröße von 1,5 bis 20 mm eingesetzt wird, wobei die Schüttungshöhe 0,3 bis 2 m bei einer Gasgeschwindigkeit von 0,05 bis 0,3 m/sec, bezogen auf den freien Querschnitt, betragen muß.This object is achieved in that as Solid bed a granulate of porous calcium Silicate hydrate with free lime content from gas or Foam concrete with a granulate size of 1.5 to 20 mm is used, the bed height being 0.3 to 2 m a gas velocity of 0.05 to 0.3 m / sec on the free cross section.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Abscheideleistung und die Reagenznutzung einer Schüttungsschicht drastisch gesteigert werden kann, wenn als Absorptionsmedium ein Granulat aus porösem Calciumsilikathydrat mit freiem Kalkanteil oder Schaumbeton mit einer Granulatgröße von 1,5 bis 20 mm, einer Schütthöhe von 0,3 bis 2 m bei einer Gasgeschwindigkeit von 0,05 bis 0,3 m/sec verwendet wird. Bei Gas- oder Schaumbeton handelt es sich um Produkte der Bauindustrie, welche aus Zement, Kalk, Sand und Wasser in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen hergestellt werden. Dabei wird auf verschiedene Art und Weise eine gegenüber dem üblichen Beton erhöhte Porosität eingestellt, beispielsweise durch Lufteinrühren oder durch Zusatz von Gasbildern. Diese Porosität hat sich als ausreichend erwiesen, den aus einem Gasgemisch zu entfernenden sauren Komponenten, wie Salzsäure, Flußsäure oder Schwefeldioxid den Zutritt zu dem für die Reaktion notwendigen Calciumoxid auch im Innern des Granulats zu ermöglichen.Surprisingly, it has been shown that the separation performance and reagent usage of a bed layer can be increased drastically if as an absorption medium a granulate of porous calcium silicate hydrate with free Lime content or foam concrete with a granulate size of 1.5 to 20 mm, a dumping height of 0.3 to 2 m at a Gas velocity from 0.05 to 0.3 m / sec is used. Gas or foam concrete is a product of Construction industry, which consists of cement, lime, sand and water in different mixing ratios can be produced. One is compared in different ways increased porosity to the usual concrete, for example by stirring in air or by adding Gaspictures. This porosity has proven to be sufficient the acidic components to be removed from a gas mixture, such as hydrochloric acid, hydrofluoric acid or sulfur dioxide the calcium oxide necessary for the reaction also inside of the granules.

Bei Anwendung der Schüttungsschicht für die Absorption von sauren Gasen spielen die Parameter Granulatgröße, Schüttungshöhe und Gasgeschwindigkeit die wesentliche Rolle. Es hat sich gezeigt, daß Granulatgrößen von 2-5 mm in Verbindung mit Schüttungshöhen von 0,5-1 m und Gasgeschwindigkeiten, bezogen auf den freien Querschnitt, von 0,1-0,15 m/sec besonders günstig sind.When using the fill layer for the absorption of acidic gases play the parameters of granule size, Bed height and gas velocity play the essential role. It has been shown that granule sizes of 2-5 mm in connection with bed heights of 0.5-1 m and Gas velocities, based on the free cross-section, of 0.1-0.15 m / sec are particularly favorable.

Das erfindungsgemäße Verfahren sei an einem Beispiel verdeutlicht:The method according to the invention is based on an example clarifies:

Ein Gasbeton mit 50 Gew.% Calciumoxidanteil wurde gebrochen und die Fraktion von 2-7 mm Korngröße ausgesiebt. Er hatte eine Porosität von 70%. Das Granulat wurde mit einer Schütthöhe von 0,5 m in ein Rohr gefüllt und anschließend ein Luftstrom, welcher 1 g/m³ HCl enthielt, durchgeleitet. Die Gasanströmgeschwindigkeit wurde auf 0,1 m/sec eingestellt. Nach Passieren der Schüttung wurden dem Luftstrom Proben entnommen und auf HCl analysiert. Hier konnten nur noch 10 mg HCl/m³ nachgewiesen werden, die gute Reagenzausnutzung wird dadurch dokumentiert, daß eine der Gasanströmseite entnommene Feststoffprobe mit 35 Gew.% Chlorid beladen war, was etwa 90% der theoretischen Kapazität bedeutet.A gas concrete with 50% by weight calcium oxide was broken and the fraction of 2-7 mm grain size was sieved. It had a porosity of 70%. The granules were filled into a tube with a bed height of 0.5 m and then an air stream containing 1 g / m ³ HCl was passed through. The gas flow velocity was set to 0.1 m / sec. After passing the bed, samples were taken from the air stream and analyzed for HCl. Only 10 mg HCl / m ³ could be detected here, the good reagent utilization is documented by the fact that a solid sample taken from the gas inflow side was loaded with 35% by weight chloride, which means about 90% of the theoretical capacity.

Claims

1. A process for removing acidic constituents from gases by flowing them through a solid bed containing alkaline constituents, characterized in that a granulate of porous calcium silicate hydrate with a free lime content or of gas or foam concrete with a granule size of 1.5 to 20 mm is used as the solid bed is, the bed height 0.3 to 2 m at a gas velocity of 0.05 to 0.3 m / sec, based on the free cross section, must be.

2. The method according to claim 1, characterized, that the grain size of the granules is 2-5 mm.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized, that the bed has a height of 0.5-1 m.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized, that the speed when flowing through the bed, based on the free cross-section, 0.1-0.15 m / sec is.