DE3931891A1

DE3931891A1 - Verfahren zur entfernung von quecksilber aus gasen

Info

Publication number: DE3931891A1
Application number: DE3931891A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl Ing Buettner; Peter Koch; Siegfried Dr Rer Nat Loogk; Juergen Dipl Chem Meltke; Hans-Joachim Dr Rer Na Walther
Original assignee: NARVA VEB
Current assignee: Narva Berliner Gluehlampenwerk GmbH
Priority date: 1989-09-25
Filing date: 1989-09-25
Publication date: 1991-04-04

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Quecksil berdampf aus Gasen oder Gasgemischen, insbesondere Abluftströmen.

Die Abscheidung von Quecksilberdampf aus Gasen- oder Gasgemischen erfolgt bisher mittels energieintensiver, technisch aufwendiger Verfahren. Neben dem aus der Hochvakuumtechnik bekannten Kondensieren mittels flüssiger Luft werden hauptsächlich Adsorp tionsverfahren an Aktivkohle angewendet. Die Adsorption kann durch geeignete Zusätze zur Aktivkohle, wie sie in der SU-PS 6 25 752 beschrieben sind, verbessert werden. Außerdem werden Ver fahren beschrieben, bei denen neben der Adsorption eine chemische Umsetzung erfolgt. Dafür werden z. B. Schwefel-beladene Aktivkohle, wie in der DE-OS 23 05 522 vorgeschlagen, verwendet.

Bei den Adsorptionsverfahren wird vom Adsorbens mit steigendem Beladungszustand eine immer geringere Menge Quecksilber bis zum Durchbruch aufgenommen. Nach erfolgter Beladung muß die gesamte Menge Adsorbens ausgetauscht und der Quecksilberrückgewinnung zu geführt werden.

Die DE-OS 22 03 033 beschreibt die Amalgambildung, indem die queck silberhaltigen Gase über einen Träger, der aus Siliziumoxid oder Aluminiumoxid besteht und mit Kupfer beschichtet ist, geleitet werden. Bei Umsetzung des Quecksilbers mittels Natriumsulfidlö sung wie in DE-DS 21 22 002, Eisen(III)chloridlösung wie in SU 3 26 968 oder Schwefelsäure wie in DE-OS 21 32 231 besteht das Ziel in der chemischen Bindung in flüssiger Phase.

Aus einer Veröffentlichung von A. Pjankov, Zurnal abscej chim 19 (1949) S. 224-229 ist die Oxidation von Quecksilber mittels Ozon an Aktivkohle bereits bekannt.

Bei diesem Verfahren findet keine reine Katalyse statt. Die Aktivkohle wirkt auf Grund ihrer granulometrischen und physi kalischen Eigenschaften immer als Adsorbens. Wegen der beschrieben steigenden Bedeckung mit HgO wird keine konstante Hg- Entfernung aus dem Abluftstrom ermöglicht. Der Umsatz wird mit maximal 60% angegeben.

Der wesentliche Nachteil all dieser Verfahren liegt in der relativ hohen Restkonzentration an Quecksilber in der Abluft und im langsamen Umsatz. Außerdem entstehen bei chemischer Bindung des Quecksilbers im allgemeinen toxische Verbindungen.

Zweck der Erfindung ist es, den in Gasen oder Gasgemischen ent haltenen Quecksilberdampf weitgehend zu entfernen, um die Queck silberemission zu verringern.

Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Quecksilberkonzen tration in Gasen oder Gasgemischen bei Konzentrationen von 0,01 mg×m^-3 bis zur Sättigungskonzentration um mindestens 90% zu senken, wobei vorzugsweise auch geringe Konzentrationen aus relativ großen Gasströmen, wie sie in großtechnischen Anlagen üblich sind, zu entfernen sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Oxidation mittels Ozon durch reine Katalyse an einem Katalysator erfolgt. Die Verweilzeit der Gase sollte 50 ms nicht überschrei ten. Dem Quecksilbergehalt entsprechend wird die 5- bis 50fache stöchiometrische Menge Ozon zudosiert und das Gemisch wird an einem Katalysator bei Raumtemperatur zur Reaktion gebracht.

Zur Anwendung gelangen Katalysatoren, die normalerweise zur Hydrierung bzw. zur Entfernung von Sauerstoff aus Gasen bestimmt sind.

Es ist zweckmäßig, bestimmte Metall- und/oder Metall/Metalloxid und/oder Metalloxid/Metalloxid-Katalysatoren, wie Platin, Nickel/Nickeloxid oder Kupferoxid/Magnesiumoxid einzusetzen. Für die Lösung der Aufgabe hat sich das als Hydrierungskatalysator bekannte System Nickel/Nickeloxid als besonders geeignet erwiesen. Ein geeigneter Träger für den Katalysator ist z. B. Zeolith. Das entstandene Quecksilberoxid wird durch bekannte Filtrationsverfahren entfernt.

Durch die Erfindung werden die genannten Nachteile fast vollstän dig eliminiert. Der entscheidende Vorteil liegt darin, daß über die gesamte Prozeßzeit etwa immer die gleiche prozentuale Menge Quecksilber aus dem Volumenstrom entfernt wird und eine Regene ration, wie sie bei der Adsorption erforderlich ist, nicht erfolgt.

Ausführungsbeispiel 1

Beim umweltfreundlichen Zerlegen von Standard-Leuchtstofflampen zum Zweck der Entsorgung tritt bei dem gewählten Verfahren eine Abluftmenge von 5000 m³/h mit einem Quecksilbergehalt von 0,3 mg Hg×m^-3 auf. Mittels eines Ozongenerators werden in den Ab luftstrom 4 mg Ozon×m^-3 dosiert.

Der ozonhaltige Volumenstrom passiert mit einer Verweilzeit von 25 ms einen Ni/NiO-Katalysator, der auf ein Zeolith aufgebracht ist, bei Raumtemperatur. Die unter diesen Bedingungen erreichte Endkonzentration beträgt 0,007 mg Hg×m^-3; das entspricht einem Abscheidegrad von 97,7%.

Ausführungsbeispiel 2

In einen Volumenstrom von 5000 m³/h, der 0,9 mg Hg×m^-3 enthält, werden mittels Ozongenerator 4 mg Ozon×m^-3 dosiert. Der ozon haltige Volumenstrom passiert mit einer Verweilzeit von 25 ms einen Ni/NiO-Katalysator, der auf Zeolith aufgebracht ist, bei Raumtemperatur. Die unter diesen Bedingungen erreichte Endkonzen tration beträgt 0,03 mg Hg×m^-3; das entspricht einem Abscheidegrad von 96,7%. Das Quecksilberoxid wird durch übliche Filter aus dem Gasstrom entfernt.

Claims

1. Verfahren zur Entfernung von Quecksilber aus Gasen oder Gasge mischen durch Oxidation mittels Ozon, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation durch reine Katalyse an einem Katalysator erreicht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der Gase am Katalysator 50 ms nicht überschrei tet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ent sprechend der Quecksilberkonzentration die 5- bis 50fache stöchiometrische Menge an Ozon zugesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Katalyse Metall- und/oder Metall/Metalloxid- und/oder Metall oxid/Metalloxid-Katalysatoren auf geeignetem Träger, z. B. Zeolith zur Oxidation verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß Platin als Katalysator verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß Nickel/Nickeloxid als Katalysator verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß Kupferoxid/Magnesiumoxid als Katalysator verwendet wird.