DE3915934A1 - Mittel und verfahren zur reinigung von gasen und abgasen und ein verfahren zur herstellung dieser mittel - Google Patents

Mittel und verfahren zur reinigung von gasen und abgasen und ein verfahren zur herstellung dieser mittel

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Description

Die Erfindung betrifft ein Mittel und ein Verfahren zur Reinigung von Gasen und Abgasen und ein Verfahren zur Her­ stellung dieser Mittel.
Die industrielle Tätigkeit auf dem Gebiet der Energieerzeu­ gung, der Verarbeitung von Stoffen, z.B. der Verhüttung von Erzen, der Verbrennung von Abfällen und der Umwandlung von Stoffen führt zu Gasen oder Abgasen, die mit Schadstoffen in unterschiedlicher Höhe belastet sein können.
Zu den Schadstoffen mit Bedeutung zählen Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff, Schwefeldioxid, Stickstoffoxide, Kohlen­ monoxid, Schwermetalle in flüchtiger Form, Dioxine, Furane, chlorierte Kohlenwasserstoffe, polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe udgl., also ökotoxische Schadstoffe.
In der Praxis werden die verschiedensten Verfahren zur Ab­ scheidung dieser Stoffe aus den Gasströmen angewandt. Sie bestehen nahezu immer darin, die Gase abzukühlen und die an­ führten Schadstoffe mit Wasser oder geeigneten Lösungen aus diesen auszuwaschen.
Diese Waschprozesse sind zwar recht wirksam, jedoch nicht ohne Probleme. In den meisten Fällen sind sie außerordent­ lich teuer. Hinzu kommt noch, daß auch im Reingas noch Reste der Schadstoffe in unterschiedlicher Konzentration zurück­ bleiben.
Zu den Stoffen, die aufgrund ihrer hohen Flüchtigkeit Pro­ bleme bereiten, zählt elementares Quecksilber. Auch die polychlorierten Dibenzodioxine und Dibenzofurane, die schon in geringster Konzentration als schädlich erachtet werden, finden sich in fast allen Gasen nach herkömmlichen Reini­ gungsanlagen. Sehr flüchtig sind die polycyclischen Kohlen­ wasserstoffe (PAH) und zahlreiche Chlorkohlenwasserstoffe (ClKW), z.B. Chlormethan, Tri und Per.
Hinzu kommt noch Stickstoffmonoxid, dessen Abscheidung auf­ wendige Verfahren erfordert.
Zur Entfernung der Restgehalte an sauren Schadstoffen, von chlorierten Kohlenwasserstoffen, polykondensierten aromati­ schen Kohlenwasserstoffen, flüchtigen Schwermetallen und auch von NO mit NH₃ aus Abgasströmen wird bereits Aktivkohle oder Aktivkoks eingesetzt. Die übliche Arbeitsweise besteht darin, das vorgereinigte Abgas über Aktivkohlefestbett-Reak­ toren oder Wanderbett-Reaktoren zu leiten. Die Betriebstem­ peratur beträgt 80-150 Grad C.
Diese Arbeitsweise ist wirksam, wenn ein Abgas eingesetzt wird, das nur noch geringe Gehalte an Schwefeldioxid, HCl und Staub enthält, was eine leistungsfähige, vorgeschaltete Abgasreinigung erfordert.
Ein weiterer Nachteil ist, daß es in den Aktivkohle-Reaktoren zur Selbstentzündung der Kohle kommen kann. Dies ist insbe­ sondere bei Betriebstillständen der Fall.
Die Bekämpfung der Schwelbranntnester in einem Festbettreak­ tor ist schwierig und zeitaufwendig.
Ebenfalls nicht unproblematisch ist es, Aktivkohle in den Abgasstrom direkt oder in Kalkmilch suspendiert einzudüsen.
Es kann zu Aktivkohleanreicherungen im Reaktionsprodukt kom­ men, die Anlaß zu Schwelbränden in Aktivkohlenestern in den Zwischenlagerungsbehältern geben. Weiterhin macht die gleich­ mäßige Verteilung der Aktivkohle im Abgasstrom bei der Di­ rekteindüsung Probleme.
Die gleichmäßige Suspendierung von Aktivkohle in der Cal­ ciumhydroxid-Suspension ist ebenfalls nicht einfach und gibt zu schwankenden Abscheideleistungen Anlaß, so daß die Ein­ haltung der Grenzwerte problematisch ist.
Außerdem hat sich gezeigt, daß die Abscheideleistungen bei quasitrockenen Abgasreinigungsverfahren (Eindüsen von Kalk­ milch und Verdampfung des Wassers) im Temperaturbereich oberhalb 170 Grad C unzureichend sind. Gute Abscheidelei­ stungen werden im Bereich 120-130 Grad C erzielt. Bei diesen Temperaturen besteht jedoch immer die Gefahr, daß die zur wirksamen Feststoffabscheidung notwendigen Gewebefilter verkrusten.
Entsprechend den obigen Ausführungen ergibt sich der Bedarf eines verbesserten Abgasreinigungsverfahrens, das
  • - im Temperaturbereich oberhalb 170 Grad C ausreichende Ab­ scheideleistungen für flüchtige Schwermetalle, insbesonde­ re Quecksilber, chlorierte Kohlenwasserstoffe (Dioxine und PCB′s) und polykondensierte aromatische Kohlenwasserstoffe (PAH′s) aufweist,
  • - eine sichere und gleichmäßige Durchmischung des Abgas­ stromes und der oberflächenaktiven Substanzen gewährlei­ stet,
  • - die Selbstentzündung von Aktivkohle/Aktivkoks nach Ge­ brauch verhindert, und
  • - eine NO x -Minderung ohne vorhergehende weitgehende Abschei­ dung von SO₂, HCl und Staub gewährleistet.
Weiterhin wird ein betriebstechnisches einfaches und kosten­ günstiges Verfahren angestrebt.
Die Erfindung löst diese Aufgaben durch ein Mittel zur Rei­ nigung von Gasen und Abgasen nach dem unabhängigen Patent­ anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen des Mittels sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 beschrieben.
Die Erfindung schafft des weiteren ein Verfahren zur Her­ stellung von trockenen Pulvern auf der Basis von Calciumhy­ droxid für die Gas- und Abgasreinigung nach dem unabhängigen Anspruch 9. Bevorzugte Weiterbildungen dieser Verfahren sind in den abhängigen 10-15 Patentansprüchen beschrieben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden Verfahren zur Reinigung von Gasen und Abgasen in Vorschlag gebracht, die in den unabhängigen Patentansprüchen 16, 20 und 21 be­ schrieben sind. Bevorzugte Ausgestaltungen dieser Verfahren sind aus den abhängigen Patentansprüchen ersichtlich.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der gestellten Aufgabe in zwei Stufen dahingehend, daß in einer 1. Stufe reaktions­ fähige Calciumhydroxide hergestellt werden, die oberflächen­ aktive Substanzen enthalten, welche in einer 2. Stufe in einem trockenen Verfahren zur Einwirkung auf die Schadstoffe von Abgasen gebracht, und wieder aus dem Abgasstrom abge­ schieden werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung reaktionsfäh­ iger Calciumhydroxide für die Gas- und Abgasreinigung ist dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Löschen von Branntkalk dem Branntkalk, während des Löschens dem Löschwasser und nach dem Löschen dem Calciumhydroxid oberflächenaktive Sub­ stanzen zugesetzt werden.
Als oberflächenaktive Substanzen kommen hierbei insbesondere Kieselgel, Kieselgur, aktiviertes Aluminiumoxid, Aktivkohle und/oder Herdofen-Braunkohlekoks in Pulverform zum Einsatz.
Es handelt sich hierbei um verschiedenartige Stoffe, die durch eine große Oberfläche, bezogen auf ihr Gewicht, ge­ kennzeichnet sind. So liegt die durchschnittliche aktive Oberfläche bei Aktivkohle bei etwa 600 m²/g. An diesen ak­ tiven Oberflächen scheiden sich die Schadstoffe ab, insbe­ sondere Quecksilber, Dioxine, PCBs, aber auch anteilig SO₂, HCl und NO x . Diese Stoffe verbleiben dort oder können in andere Stoffe umgewandelt werden.
Im Sinne der Erfindung werden die oberflächenaktiven Stoffe als Pulver eingesetzt.
Die oberflächenaktiven Substanzen haben ein Korngröße, be­ stimmt als Siebdurchgang, von <200 µg. Bevorzugt wird eine Korngröße, die derjenigen von Calciumhydroxidpulver ent­ spricht.
Vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch dadurch ausführen, daß die pulverförmigen oberflächenaktiven Stoffe vor ihrem Einsatz zur Behandlung von Gasen und Abga­ sen mit Katalysatoren für Oxidations-, Reduktions- und/oder Zersetzungsreaktionen beaufschlagt werden.
Die Beaufschlagung geschieht dahingehend, daß die entspre­ chenden Schwermetalle als wasserlösliche Salze oder gelöst in organischen Lösungsmitteln auf die oberflächenaktiven Stoffe aufgebracht und dann die oberflächenaktiven Stoffe einer Trocknung unterworfen werden. Es befinden sich dann auf den oberflächenaktiven Stoffe neben den aktiven Flächen auch noch Katalysatoren für die verschiedensten Reaktionen.
Anstelle von wäßrigen Lösungen der Schwermetalle können auch alkoholische Lösungen eingesetzt werden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren kommen insbesondere fol­ gende Schwermetalle in Frage:
Eisen, Nickel, Kobalt, Chrom, Mangan, Vanadin, Titan, Molyb­ dän, Wolfram, Kupfer, Zinn, Palladium, Platin, Gold, und/ oder Zink. Diese Schwermetalle werden in den meisten Fällen als Salze eingesetzt. Auf die oberflächenaktiven Stoffe auf­ getragen, können sie auch durch Oxidation in höhere Oxida­ tionstufen oder durch Reduktion in niedere Oxidationsstufen oder gar in elementarer Form übergeführt werden.
Als Salze finden vorwiegend wasserlösliche Chloride und Ni­ trate Anwendung.
Als schwermetallbindende Stoffe kommen wasserlösliche Sulfi­ de, z.B. Natriumsulfid und Mercaptane, oder Trimercapto-s- triazin zur Anwendung.
Die Kombination der mit Schwermetallen versehenen Aktivkoh­ len mit Calciumhydroxid hat eine mehrfache Funktion.
Durch die Anwesenheit des anorganischen Stoffes wird die Ge­ fahr des Brennens der mit Schwermetallen beaufschlagten Ak­ tivkohlen herabgesetzt. Eine wirksame Zündhemmung tritt ein, wenn Calciumhydroxid als feines Pulver zusammen mit den Aktivkohlen vorliegt.
Die Gefahr des Entzündens kann dann besonders stark zurück­ gedrängt werden, wenn die Aktivkohlen zusammen mit Brannt­ kalk vermischt und dann einer Löschreaktion unterworfen wer­ den, so daß Aktivkohle und Calciumhydroxid in feinster Ver­ teilung nebeneinander vorliegen, z.T. Calciumhydroxid in den Poren der Aktivkohle abgelagert ist.
Eine weitere Ausführungsform der Herstellung der reaktions­ fähigen Calciumhydroxide besteht darin, die oberflächenakti­ ven Stoffe mit Branntkalk zu mischen und die schadstoffbin­ denden und/oder katalytisch wirkenden Substanzen in das Löschwasser zu geben.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, daß Calciumhydroxid und oberflächenaktive Substanzen gemischt werden, wobei letztere ggf. mit katalytisch wirksamen und/oder schwer­ metallbindenden Substanzen beaufschlagt sind.
Eine spezielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Her­ stellung reaktionsfähiger Calciumhydroxide besteht darin, oberflächenaktive Stoffe einzusetzen, die mit Schwermetallen welche auf Oxidations- oder Reduktionsprozesse katalytisch wirken, und mit basisch wirkenden Stoffen, wie Natriumhydro­ gencarbonat, Natriumcarbonat, Natriumhydroxid udgl. beauf­ schlagt sind. Mit dieser Kombination von Schwermetallen und basischen Verbindungen auf oberflächenaktiven Substanzen lassen sich Oxidations- und Reduktionsvorgänge über Poten­ tialänderungen steuern.
Entsprechendes gilt für Säuren, die zusammen mit den kataly­ tisch wirksamen Schwermetallen auf die oberflächenaktiven Substanzen aufgebracht sind. Auch die Säuren wirken auf die Schwermetalle hinsichtlich Verbindungsform und Redoxpoten­ tial ein.
Die erfindungsgemäß hergestellten oberflächenaktive Substan­ zen enthaltenden Calciumyhdroxide werden in dem erfindungs­ gemäßen Verfahren zur Reinigung von Abgasen eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung von Gasen und Abgasen von sauren Schadstoffen, wie Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff, Schwefeldioxid, Blausäure udgl., Stick­ stoffoxiden, Kohlenwasserstoffen, chlorierten Kohlenwasser­ stoffen, organischen Verbindungen und flüchtigen Schwerme­ tallen, z.B. Quecksilber, Arsen, Antimon, Cadmium und Thal­ lium, unter Einsatz oberflächenaktiver Substanzen, ist da­ durch gekennzeichnet, daß dem Gas- bzw. Abgasstrom feinpul­ vriges, trockenes Calciumhydroxid zugesetzt wird, das ober­ flächenaktive Substanzen, wie Aktivkohle, Braunkohle-Herd­ ofenkoks, Kieselgel, Kieselgut und/oder aktives Aluminium­ oxid enthält, zugesetzt und mit dem Abgasstrom in einem Re­ aktor durchmischt und das Calciumhydroxid-Pulver mit den ge­ bundenen Schadstoffen ohne Absenkung der Reaktionstemperatur an Staubabscheidevorrichtungen, insbesondere an Gewebefil­ tern oder Elektrofiltern, aus dem Gasstrom abgeschieden ist.
Das dargelegte Verfahren hat erhebliche Vorteile.
Die innige Vermischung von Calciumhydroxid und oberflächen­ aktiver Substanz ermöglicht es, die geringen Mengen an ober­ flächenaktiver Substanz gleichmäßig im Abgas zu verteilen, da erhebliche Mengen an Ca(OH)₂ eingesetzt werden müssen.
Eine Temperaturabsenkung, z.B. von 200 auf 120 Grad C, wie es praktiziert wird, ist nicht erforderlich, um Dioxine, PAH′s und Quecksilber weitestgehend abzuscheiden.
Die Selbstentzündung von schwermetallhaltigen Aktivkohlen spielt keine Rolle mehr. Da im allgemeinen ein Gemisch aus weniger als 10% Aktivkohle und mehr als 90% Ca(OH)₂ einge­ setzt wird, ist das Problem der Selbstentzündung und des Schwelbrandes ruhender Materialien nicht existent.
Calciumhydroxide, die aus Branntkalk, gemischt mit oberflä­ chenaktiven Substanzen, hergestellt worden sind, sind beson­ ders entmischungsresistent.
Zum Eindüsen der modifizierten Calciumhydroxide werden be­ vorzugt pneumatische Vorrichtungen verwendet.
Die Durchmischung der modifizierten Calciumhydroxide mit dem Abgas geschieht in Reaktoren, die durch Umlenkungseinbauten eine gute Durchmischung gewährleisten.
Die Abscheidung des gebrauchten Ca(OH)₂ erfolgt bevorzugt an Gewebefiltern. E-Filter sind auch geeignet.
Eine Rückführung des gebrauchten Materials in den Reaktor zur besseren Ausnützung von Ca(OH)₂ und den oberflächenakti­ ven Substanzen bereitet keine Schwierigkeiten.
Von erheblicher Bedeutung ist, daß Aktivkohle/Aktivkoks auch als Katalysator zur Reduzierung von NO x mit NH₃ zu N₂ wirkt.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, die oberflächenakti­ ven Substanzen im Gemisch mit pulverförmigen, nicht brennba­ ren, anorganischen Stoffen, wie Kalksteinmehl, Branntkalk, Carbonstationsschlamm in feinpulvriger Ausführung, Dolomit, Sand, Roterde, Quarzpulver, Kieselgur und/oder Aluminium­ oxid anstelle von Calciumhydroxid einzusetzen.
Diese Ausführungsform der Erfindung ist dann geeignet, wenn keine oder wenig saure Schadstoffe im Abgas vorhanden sind, also auf das teure basische Ca(OH)₂ verzichtet werden kann.
Die Behandlung des Abgases mit den oberflächenaktiven Stof­ fen erfolgt im Temperaturbereich von 20-1200 Grad C, vor­ zugsweise im Bereich von 80-250 Grad C, insbesondere im Be­ reich von 170-240 Grad C, noch bevorzugter im Temperaturbe­ reich von 180-220 Grad C.
Entscheidend für die Wahl der Temperatur ist der Wasserge­ halt des Abgases. Die unterste Temperaturgrenze sollte 30 bis 40 Grad C über dem Taupunkt liegen. Bei Einsatz von Ca(OH)₂ und HCl im Abgas sollten 130 bis 140 Grad C nicht unterschritten werden, da ansonsten Verkrustungen am Gewebe­ filter auftreten.
Eine vorteilhafte Form des erfindungsgemäßen Verfahrens be­ steht darin, daß in einem mehrstufigen Verfahren die Gase und Abgase zuerst einer trockenen oder nassen Reinigung un­ terworfen und dann zur Restabscheidung der anorganischen und organischen Schadstoffe die Gase und Abgase mit Stoffen, die oberflächenaktive Substanzen enthalten, die ggf. mit Schwermetallen beaufschlagt sind, behandelt werden, wobei zur Reduktion von Stickstoffoxiden dem Gasstrom vor der Be­ handlung mit den oberflächenaktiven Stoffen noch Ammoniak oder geeignete stickstoffhaltige Verbindungen, z.B. Harn­ stoff, zugesetzt werden.
Die Schwermetalle auf den oberflächenaktiven Substanzen ha­ ben die Funktion die Oxidation von SO₂ zu SO₃, CO zu CO₂, NO zu NO₂ und Kohlenwasserstoffe zu H₂O und CO₂ zu kataly­ sieren.
Die Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid hat den Vorteil, daß aus dem leicht flüchtigen Schwefeldioxid das schwerer flüchtige Schwefeltrioxid entsteht, das sich bevor­ zugt an den oberflächenaktiven Substanzen ablagert. Werden die oberflächenaktiven Stoffe zusammen mit basischen Stoffen eingesetzt, sei es von Kalk oder Calciumhydroxid, dann ist auch eine sofortige Umsetzung mit diesen basischen Stoffen möglich. Besonders günstige Katalysatoren hierfür sind Man­ gan, Vanadin, Eisen und Platin.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das in den Abgasen immer vorhandene Kohlenmonoxid mit Hilfe der Katalysatoren und des vorhandenen Sauerstoffs zu unschädlichem Kohlendio­ xid umzusetzen. Das gleiche betrifft die Vielzahl der in ge­ ringer Menge vorhandenen unverbrannten Kohlenwasserstoffe, die ebenfalls unter dem katalytischen Einfluß der auf den oberflächenaktiven Stoffen aufgebrachten Schwermetalle oxi­ diert werden können.
Auch die chlorierten oder schwefelhaltigen Kohlenwasserstof­ fe lassen sich auch in Restgehalten zu den Grundverbindungen CO₂, H₂O, HCl und/oder SO₂ oxidieren und damit als ökotox­ ische Schadstoffe entfernen.
Chrom, Vanadin, Eisen, Palladium, Kupfer und Mangan sind für die Oxidation organischer Stoffe besonders geeignet.
Das gleiche betrifft das Stickstoffmonoxid, das unter Wir­ kung von Katalysatoren, insbesondere von Chrom, Titan, Eisen und Mangan, zu Stickstoffdioxid umgesetzt werden kann. Die­ ses ist wasserlöslich und kann aus dem Abgasstrom ausgewa­ schen werden. Andererseits kann es jedoch bei Anwesenheit von basischen Stoffen sofort in nicht flüchtige Salze umge­ setzt werden.
Auch die Reduktion von Stickoxid mit Ammoniak oder stick­ stoffhaltigen Verbindungen, z.B. Harnstoff, wird durch die schwermetallhaltigen Katalysatoren begünstigt.
Die Wirkung der Oxidationskatalysatoren für Schwefeldioxid und auch für Stickoxid kann noch verstärkt werden, wenn auf den oberflächenaktiven Substanzen zusammen mit den Schwer­ metallen auch noch basisch wirkende Stoffe, z.B. Natriumhy­ droxid, Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, u.dgl. auf­ getragen werden. Da die Oxidation in direkter Nachbarschaft zu den basischen Substanzen stattfindet, ist eine sofortige Einbindung der höheren Oxide von Schwefel und Stickstoff möglich.
Diese Arbeitsweise ist insbesondere dann von großer Bedeu­ tung, wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Restentfernung von sauren Schadstoffen eingesetzt wird.
Ist eine Vorreinigung der Gase und Abgase erfolgt, so lassen sich die oberflächenaktiven Stoffe bevorzugt zur Restreini­ gung einsetzen. Dies betrifft insbesondere die organischen Stoffe und auch die Restgehalte an Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid.
Eine besondere Bedeutung hat das Verfahren für die Abschei­ dung von Stickstoffoxiden. Die herkömmlichen Reinigungsver­ fahren erfassen zwar Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid in ausreichendem Maße, vermögen jedoch das Stickstoffoxid nur im geringen Maße abzuscheiden. Durch die nachgeschaltete Reinigung mit Hilfe von oberflächenaktiven Substanzen, die mit Katalysatoren beaufschlagt sind, läßt sich Stickstoffoxid entweder oxidieren und dann mit basi­ schen Stoffen abscheiden, oder mit Ammoniak zu Stickstoff reduzieren.
Die Anwendung der mit Schwermetallen beaufschlagten ober­ flächenaktiven Substanzen in Kombination mit Ca(OH)₂ oder anorganischen Stäuben ist natürlich nicht auf den Einsatz in einer Nachreinigungsstufe beschränkt, sondern umfaßt auch den Ersteinsatz.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Behandlung der Gase und Abgase aus Kraftwerken, aus Müllverbrennungsanlagen, aus Sondermüllverbrennungsanlagen, aus Feuerungsanlagen, aus Anlagen zur Herstellung von Glas und Keramik, aus Anlagen zum Umschmelzen von Altaluminium und auch zur Behandlung von Gasen und Abgasen aus zahlreichen Produktionsprozessen, z. B. der Verhüttung von Erzen, und anderen Industrieprozessen, einsetzbar.
Eine besondere Bedeutung hat es in der Reinigung von vorge­ reinigten Gasen und Abgasen, wenn die oberflächenaktiven Substanzen als Pulver, in Kombination mit anorganischen Stäuben, vorwiegend Ca(OH)₂, ggf. beaufschlagt mit Schwer­ metallen, in den Gasstrom eingeblasen und dann an ent­ sprechenden Filtern abgeschieden wird.
Beispiel 1:
28 g Branntkalk wurden mit 15,2 g Wasser, indem 1,4 g Aktiv­ kohle mit 700 m²/g aktiver Oberfläche suspendiert worden wa­ ren, gelöscht. Es entstand ein graues Pulver, das gute Fließfähigkeit aufwies.
Über 252 mg dieser Substanz in fester Schicht wurde bei ei­ ner Temperatur von 149 Grad C ein Gas geleitet, das folgende Kennzeichen aufwies:
- Feuchte|0,26 g/l
- HCl-Gehalt 22,5 mg/l
- HgCl₂-Gehalt 1,29 µg/l
Insgesamt wurden 11,2 l über das modifizierte Ca(OH)₂ ge­ leitet.
Von insgesamt 14,4 µg HgCl₂ wurden 76,5% an der Aktivkohle absorbiert.
Dieses Beispiel zeigt, daß bei der Löschung von Branntkalk in Anwesenheit von A-Kohle ein reaktionsfähiges Ca(OH)₂ ent­ steht, das in der Abgasreinigung zur wirksamen Quecksilber­ abscheidung eingesetzt werden kann.
Beispiel 2:
28 g Branntkalk wurde mit 3,7 g Braunkohle-Herdofenkoks als Koksstaub gemischt und dann mit 17 ml Wasser gelöscht. Das graue, wasserfreie Calciumhydroxid wurde auf seine Eignung als Sorbens der Abgasreinigung getestet.
Über 296 mg dieses Produktes wurden bei 187 Grad C 10,8 l eines Abgases folgender Zusammensetzung geleitet:
- Stickstoff
80 Vol.-%
- Sauerstoff 20 Vol.-%
- Feuchte 278 mg/l
- HCl 11,7 mg/l
- HgCl₂ 0,62 µg/l
6,3 µg HgCl₂ wurden am Sorbens abgeschieden, d.h. 87% wur­ den absorbiert.
Dieses Beispiel zeigt, daß Braunkohle-Herdofenkoks in Kom­ bination mit Ca(OH)₂ zur Hg-Abscheidung geeignet ist.
Beispiel 3:
5 g Zementpulver wurden mit 0,25 g Braunkohle-Herdofenkoks vermischt.
Über 280 mg dieses Produktes wurden bei 188 Grad C 10,3 l eines Abgases folgender Zusammensetzung geleitet:
- Stickstoff
80 Vol.-%
- Sauerstoff 20 Vol.-%
- Feuchte 294 mg/l
- HCl 12,4 mg/l
- HgCl₂ 0,7 µg/l
4,7 ug HgCl₂ wurden am Sorbens Koks abgeschieden, d.h. 66% wurden absorbiert.
Braunkohle-Herdofenkoks in Kombination mit inertem Material ist ebenfalls zur Hg-Abscheidung aus Abgasen geeignet.
Beispiel 4:
Über 260 mg Braunkohle-Herdofenkoks wurde bei 190 Grad C ein Abgas der obigen Zusammensetzung geleitet.
Von 7,2 µg HgCl₂ wurden 7 µg HgCl₂ am Sorbens festgehalten, d.h. 97% wurden absorbiert.
Beispiel 5:
5 g Ca(OH)₂ wurden mit 0,25 g feinpulvrigem Al₂O₃ gemischt.
Über 280 mg dieser Mischung wurden bei 192 Grad C 10,3 l eines Abgases folgender Zusammensetzung geleitet:
- Stickstoff
80 Vol.-%
- Sauerstoff 20 Vol.-%
- Feuchte 295 mg/l
- HCl 12,4 mg/l
- HgCl₂ 0,7 µg/l
Insgesamt wurden von 7,2 µg HgCl₂ 3,6 µg absorbiert, d.h. 50% abgeschieden.
Al₂O₃ ist dementsprechend als Sorbens für die Abscheidung von Quecksilber aus Abgasen geeignet.
Beispiel 6:
Das Abgas einer Müllverbrennungsanlage wurde mit Ca(OH)₂ bei 200 Grad C trocken gereinigt. Zur Entfernung von Queck­ silber, dessen Gehalt im Rohgas 330 µg/m³ betrug, wurden pro t Müll 25 kg Ca(OH)₂ und 1,25 kg Braunkohlen-Herdofen­ koksstaub eingeblasen, in einem Reaktor durchmischt und an einem Gewebefilter abgeschieden. Ca(OH)₂ und Koksstaub waren vorher gemischt worden.
Im Reingas nach dem Gewebefilter wurden nur noch 90 µg/m³ gemssen. Dies ist eine Reduzierung des Hg-Gehaltes um mehr als 50%.

Claims (22)

1. Mittel zur Reinigung von Gasen und Abgasen bestehend aus einem trockenen Pulver auf der Basis von reaktionsfähigem Calciumhydroxid mit einem Gehalt von 0,05-50 Gew.%, vor­ zugsweise 1-20 Gew.% oberflächenaktiven Substanzen.
2. Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt der oberflächenaktiven Substanzen von 2,5-7 Gew.%.
3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Korngröße von < 200 µm.
4. Mittel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die oberflächenaktiven Substanzen ausge­ wählt sind aus der Gruppe Aktivkohle, Braunkohlen-Herdofen­ koks, Aluminiumoxid, Kieselgur und/oder Kieselgel.
5. Mittel nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch einen Gehalt von 0,1-15 Gew.%, bevorzugt 2,5-7 Gew.% von katalytisch wirkenden Schwermetallen und/oder schadstoffbindenden Stubstanzen.
6. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächenaktiven Substanzen mit den katalytisch wirkenden Schwermetallen und/oder schadstoffbindenden Substanzen be­ aufschlagt sind.
7. Mittel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schadstoffbindenden Substanzen ausgewählt sind aus der Gruppe Natriumsulfid, Mercaptane und Trimercarpto-s-triazin und daß die katalytisch wirkenden Schwermetalle ausgewählt sind aus der Gruppe von Vanadin-, Wolfram-, Molybdän-, Man­ gan-, Eisen-, Nickel-, Kobalt-, Chrom-, Kupfer-, Zinn-, Zink- und/oder Titanverbindungen.
8. Mittel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächenaktiven Substanzen mit basisch wirkenden Stoffen, insbesondere Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbo­ nat und/oder Natriumhydroxid beaufschlagt sind.
9. Verfahren zur Herstellung von trockenen Pulvern auf der Basis von Calciumhydroxid für die Gas- und Abgasreinigung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeich­ net, daß vor dem Löschen von Branntkalk dem Branntkalk und/ oder während des Löschens dem Löschwasser und/oder nach dem Löschen dem Calciumhydroxid oberflächenaktive Substanzen zu­ gesetzt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Aktivkohle, Braunkohlen-Herdofenkoks, Aluminiumoxid, Kiesel­ gur und/oder Kieselgel fein verteilt eingesetzt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächenaktiven Substanzen mit katalytisch wirkenden Schwermetallen und/oder schadstoffbindenden Substanzen vor der Durchführung des Löschprozesses beaufschlagt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächenaktiven Substanzen vor dem Löschen mit schwermetallbindenden Stoffen, z.B. Natriumsulfid, Mercapta­ nen und/oder Trimercapto-s-triazin, und/oder katalytisch wirkenden Schwermetallen, wie Vanadin-, Wolfram-, Molybdän-, Mangan-, Eisen-, Nickel-, Kobalt-, Chrom-, Kupfer-, Zinn-, Zink-, und/oder Titanverbindungen als katalytisch wirksame Substanzen beaufschlagt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß oberflächenaktive Substanzen, wie Aktivkohle, Braunkohlen- Herdofenkoks, Aluminiumoxid, Kieselgel, Kieselgur udgl. dem Branntkalk zugemischt und dann der Löschprozeß durchgeführt wird, wobei das Löschwasser die schadstoffbindenden und/oder katalytisch wirkenden Substanzen enthält.
14. Verfahren zur Herstellung reaktionsfähiger Calciumhydro­ xide für die Gas- und Abgasreinigung, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Calciumhydroxid oberflächenaktive Substanzen, wie Aktivkohle, Braunkohlen-Herdofenkoks, Aluminiumoxid, Kieselgel udgl. zugemischt werden, die gegebenenfalls mit katalytisch wirksamen und/oder schwermetallbindenden Sub­ stanzen beaufschlagt sind.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß oberflächenaktive Stoffe eingesetzt werden, die mit Schwermetallen, welche auf Oxidations- und Reduktionsprozesse katalytisch wirken, und mit basisch wir­ kenden Stoffen, wie Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbo­ nat, Natriumhydroxid udgl. beaufschlagt worden sind.
16. Verfahren zur Reinigung von Gasen und Abgasen von sauer­ wirkenden Gasen, wie Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff, Schwefeldioxid, Blausäure udgl., Stickstoffoxiden, Kohlen­ wasserstoffen, chlorierten Kohlenwasserstoffen, organischen Verbindungen und flüchtigen Schwermetallen, insbesondere Quecksilber, Arsen, Antimon, Cadmium und Thallium, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gas- bzw. Abgasstrom feinpulvri­ ges, trockenes Calciumhydroxid zugesetzt wird, das oberflä­ chenaktive Substanzen, insbesondere Aktivkohle, Braunkohlen­ Herdofenkoks, Kieselgel, Kieselgur und/oder aktives Alumi­ niumoxid enthält, zugesetzt und mit dem Abgasstrom in einem Reaktor durchmischt und das Calciumhydroxid-Pulver mit den gebundenen Schadstoffen ohne Absenkung der Reaktionstempe­ ratur an Staubabscheidevorrichtungen, insbesondere an Gewe­ befiltern oder Elektrofiltern, aus dem Gasstrom abgeschie­ den wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Ansprüchen 9-15 hergestellten, feinpulvrigen Cal­ ciumhydroxide, die oberflächenaktive Substanzen enthalten, eingesetzt werden.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Schwermetallen beaufschlagten Aktivkohlen zusammen mit pulverförmigen, nicht brennbaren, anorganischen Stoffen, wie Kalksteinmehl, Branntkalk, Carbonatationsschlamm in feinpulvriger Ausführung, Dolomit, Sand, Roterde, Quarzpul­ ver, Kieselgur und/oder Aluminiumoxid anstelle von Calcium­ hydroxid eingesetzt werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16-18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Behandlung des Abgases mit den ober­ flächenaktiven Stoffen im Temperaturbereich von 20-1200 Grad C, vorzugsweise im Bereich von 80-250 Grad C, insbesondere im Bereich von 150-240 Grad C, noch bevorzugter im Tempe­ raturbereich von 170-220 Grad C durchgeführt wird.
20. Verfahren zur Reinigung von Gasen und Abgasen von anor­ ganischen und/oder organischen Schadstoffen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in einem mehrstufigen Verfahren die Gase und Abgase zuerst einer trockenen oder nassen Reinigung unter­ worfen und dann zur Restabscheidung der anorganischen und organischen Schadstoffe die Gase und Abgase mit Stoffen, die oberflächenaktive Substanzen enthalten, die ggf. mit Schwer­ metallen beaufschlagt sind, behandelt werden, wobei zur Re­ duktion von Stickstoffoxiden dem Gasstrom vor der Behandlung mit den oberflächenaktiven Stoffen noch Ammoniak oder geeig­ nete stickstoffhaltige Verbindungen, insbesondere Harnstoff, zugesetzt werden.
21. Verfahren zur Reinigung von Gasen und Abgasen von anor­ ganischen und/oder organischen Schadstoffen in einem mehr­ stufigen Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase und Abgase in erster Stufe mit pulverförmigen oberflächenaktiven Stoffen, die mit Oxidationskatalysatoren beaufschlagt sind, zusammen mit pulverförmigen basischen Stoffen, z.B. Calcium­ hydroxid, unter Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefeltri­ oxid und ggf. von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid behandelt werden und in zweiter Stufe mit oberflächenaktiven Stoffen, die mit Katalysatoren zur Reduktion von Stickstoff­ oxiden mit Ammoniak oder stickstoffhaltigen Verbindungen, z. B. Harnstoff, in Anwesenheit von anorganischen Stäuben, z. B. Kalksteinmehl, in Kontakt gebracht, in einem Reaktor zur Re­ aktion und an einem Gewebefilter oder E-Filter wieder aus dem Abgasstrom abgeschieden werden.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Stufen noch eine dritte Stufe mit oberflächenak­ tiven Substanzen zur Restabscheidung von anorganischen und/ oder organischen Stoffen nachgeschaltet ist, die als Flug­ stromreaktor oder als Festschicht ausgebildet ist.
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