DE4141529C2 - Verfahren zur Reinigung von Abluft - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von mit durch eine oxidative Wäsche abtrennbaren Verunrei­ nigungen und/oder Geruchsstoffen belastetem Abgas, bei­ spielsweise aus Produktions- oder Kläranlagen oder von De­ ponien, bei dem das Abgas im Gegenstrom durch einen Wä­ scher geführt wird, in dem die Verunreinigungen mittels einer Waschflüssigkeit ausgewaschen und in ein Oxidations­ becken geführt werden, wobei die Waschflüssigkeit aus einer wäßrigen Lösung aus Kaliumpermanganat, Natriumhypo­ chlorit und/oder Wasserstoffperoxid gebildet ist.

Es ist bekannt, die aus Produktionsanlagen, Kläranlagen und aus Deponien kommende Abluft, die als Verunreinigungen organische Komponenten und/oder Geruchsstoffe enthalten kann, in einem Wäscher einer oxidativen Wäsche mit Kalium­ permanganat, Natriumhypochlorit und/oder Wasserstoffper­ oxid als Oxidationsreagenz zu unterziehen, wobei als Wasch­ flüssigkeit eine wässrige Lösung der vorgenannten Oxida­ tionsmittel verwendet wird. Die Waschflüssigkeit kann dabei je nach Art der Verunreinigung etwa 0,1 bis 20 g/l des Oxi­ dationsmittels enthalten. Dabei ist ein solches Verfahren dann nicht mit ausreichender Wirksamkeit anwendbar, wenn die Verunreinigungen schwer wasserlöslich sind.

Darüber hinaus kann, wenn das Abgas neben den schwer was­ serlöslichen Verunreinigungen auch brennbare Gase, insbe­ sondere Methan oder Wasserstoff enthält, der Einsatz einer wässrigen Waschflüssigkeit mit den vorgenannten Oxida­ tionsreagenzien zur Bildung organischer Phasen führen, in denen durch unkontrollierte chemische Reaktion zur Entzün­ dung neigende Komponenten, z. B. Organoperoxide, gebildet werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zur Reinigung von mit durch eine oxidative Wäsche abtrennbaren Verunreinigungen und/oder Geruchsstoffen be­ lasteter Abluft aufzuzeigen, mit dem auch schwer wasser­ lösliche Verunreinigungen und/oder Geruchsstoffe aus einem Abluftstrom in eine flüssige Phase übergeführt werden kön­ nen, so daß die Schadstoffe oxidieren bzw. oxidativ abge­ baut werden. Gleichzeitig soll die Bildung einer gefähr­ lichen, organischen Phase mit den Risiken einer unkon­ trollierten chemischen Reaktion bis hin zur Zündung der brennbaren Gase wirkungsvoll unterbunden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß die Waschflüssigkeit ein hochsiedendes, organisches Öl ent­ hält, welches eine geringe Löslichkeit in Wasser besitzt, beständig gegen Oxidation und Hydrolyse ist und eine hohe Aufnahmefähigkeit für lipophile Bestandteile aufweist.

Durch ein solches Verfahren ist es möglich, organische schwer wasserlösliche Verunreinigungen durch ein Wasch­ verfahren effizient aus der Abluft zu entfernen und die Verunreinigungen einem oxidativen Angriff im Zweiphasen­ system, nämlich Wasser mit Oxidationsmittel und hochsie­ dendes organisches Öl, zuzuführen. Mit diesem Verfahren kann aber auch Abluft, die neben diesen schwer wasserlös­ lichen Verunreinigungen explosive Gase enthält, einem oxi­ dativen Waschverfahren unterworfen werden kann und dabei das Risiko unkontrollierter chemischer Reaktionen und de­ ren Folgen weitestgehend eliminiert ist. Dabei wird ein Höchstmaß an Sicherheit hinsichtlich eines Explosions­ schutzes erreicht.

Weitere Merkmale eines Verfahrens gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-7 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In dieser Zeichnung ist eine oxidative Waschanlage ge­ zeigt, die aus einem einstufigen, mit einer Füllkörper­ schicht 2 versehenen Wäscher 1 besteht. Im unteren Bereich dieses Wäschers 1 ist seitlich eine Leitung 3 angeschlos­ sen, über die die zu reinigende Abluft dem Wäscher 1 zuge­ führt wird. Am oberen Ende des Wäschers 1 ist eine Leitung 4 vorgesehen, über die die gereinigte, also die von Verun­ reinigungen, Schadstoffen und Geruchsstoffen befreite Ab­ luft austreten kann.

Oberhalb der Füllkörperschicht 2 befindet sich eine Rohr­ leitung 5, die mit einer Vielzahl von gleichmäßig über den Querschnitt des Wäschers 1 verteilten Sprühdüsen 6 verse­ hen ist. Diese Leitung 5 ist über eine Pumpe 7 an einen Umpumpbehälter 8 angeschlossen, der mit einem nicht darge­ stellten Mischer versehen ist. Dieser Umpumpbehälter 8 ist mit einer Waschflüssigkeit gefüllt, die aus einer wässri­ gen Lösung aus Wasserstoffperoxyd besteht. Dabei enthält die Waschflüssigkeit etwa 1 Gramm Wasserstoffperoxyd auf 1 Liter Wasser. Das Wasserstoffperoxyd wird der Waschflüs­ sigkeit im Umpumpbehälter 8 von einem Behälter 9 in der erforderlichen Menge zudosiert. Dem Umpumpbehälter 8 ist ferner ein Behälter 10 zugeordnet, über den ein hochsie­ dendes, organisches Öl der Waschflüssigkeit in einer Menge von etwa 5 bis 40% zudosiert werden kann. Im erläuterten Ausführungsbeispiel enthält der Behälter 10 Methylsilicon­ öl, welches der Waschflüssigkeit in einer Menge von etwa 20% zudosiert wird.

Im unteren Bereich des Wäschers 1 ist eine Leitung 11 an­ geschlossen, über die die nach dem Waschvorgang aus der Füllkörperschicht 2 austretende Waschflüssigkeit in den Umpumpbehälter 8 zurückströmen kann. Der Umpumpbehälter 8 ist mit einem Rührer ausgestaltet, der das Silikonöl in der Waschflüssigkeit dispergiert. Im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ist der untere Bereich des Umpumpbehälters 8 über eine Leitung 12 mit einem Absperrventil 13 mit einem Absetzbehälter 14 verbunden, in dem die absinkende Phase der Waschflüssigkeit, nämlich die wässrige Lösung aus Was­ serstoffperoxyd, nach unten sinkt, während das Methylsili­ konöl nach oben steigt. Über eine Leitung 15 mit Absperr­ ventil 16 kann das gesamte oder ein Teilstrom des abge­ setztes Wasser abgelassen und in einen Abwasserkanal ge­ leitet werden. Über eine Leitung 17 mit einer Pumpe 18 wird das aufschwimmende Methylsiliconöl wieder dem Oxida­ tionsbehälter 8 zugeführt.

Im erläuterten Ausführungsbeispiel wird nun Abluft aus ei­ ner Sondermülldeponie, die H₂S, Thiole, Organodisulfide und Thioether enthält und die sehr geruchsintensiv ist, über die Leitung 3 dem Wäscher 1 von unten zugeführt. Die zugeführte Abluft hat eine Geruchsstoffkonzentration von ca. 180.000 GE/m³. Im Gegenstrom zu dieser Abluft wird die Waschflüssigkeit über die Düsen 6 auf die Füllkörper­ schicht 2 versprüht. In der Füllkörperschicht 2 findet ein Stoffaustausch von der Abluft zur Waschflüssigkeit statt. Dabei bewirkt die Füllkörperschicht 2 bei einer großen freien Durchgangsfläche eine starke Verwirbelung von Abluft und Waschflüssigkeit und damit einen hohen Grad an Oberflächenerneuerung, was für einen guten Stoffüber­ gang entscheidend ist. Durch das hochsiedende, organische Öl werden auch die Geruchskomponenten und deren Reaktions­ produkte in der organischen Phase festgehalten. Dadurch wird die Weiteroxidation auch schwer wasserlöslicher Zwi­ schenprodukte ermöglicht, die aus der Abluft ausgewaschen wurden. Dabei sind insbesondere die Reaktionsprodukte von Mercaptanen, beispielsweise Thioether und Bisulfide, zu nennen, die ohne Anwesenheit des hochsiedenden, organi­ schen Öls aufgrund Ihrer Flüchtigkeit in der Waschflüssig­ keit nicht festzuhalten sind.

Im Umpumpbehälter 8 wird stets die Konzentration des Oxi­ dationsmittels, also Wasserstoffperoxid, in der Wasch­ flüssigkeit überprüft. Bei sinkender Konzentration wird durch Nachdosierung von Wasserstoffperoxid wieder der An­ fangswert eingestellt, wobei diese Nachdosierung kontinu­ ierlich erfolgen kann. Eine Nachdosierung des hochsieden­ den, organischen Öls ist normalerweise nicht erforderlich, wobei jedoch auch dessen Konzentration überwacht und stets mit der Zugabe von neuem Wasser nachdosiert wird.

Der pH-Wert der Waschflüssigkeit wird über eine pH-Wert­ gesteuerte Dosierung von Natronlauge geregelt und auf einem Wert von pH = 9 konstant gehalten.

Kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen wird aus dem Umpumpbehälter 8 ein Teil der Waschflüssigkeit über die Leitung 12 dem Absetzbecken 14 zugeführt, wo die Tren­ nung der wässrigen Lösung von dem hochsiedenden, orga­ nischen Öl erfolgt. Abgesetztes Wasser wird über die Lei­ tung 15 dem Abwasserkanal zugeführt, während das hochsie­ dende, organische Öl über die Leitung 17 wieder in den Waschflüssigkeitskreislauf zurückgelangt. Die über die Leitung 4 austretende Abluft hat nur noch eine Geruchs­ stoffkonzentration von 350 GE/m³.

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es möglich, das Methylsiliconöl durch andere hochsiedende, organische öle zu ersetzen. Neben Methylsiliconöl können auch modifizierte Silikönöle, bei denen die Methylgruppe zu 20-80% durch Hexylgruppen und/oder Phenolpropylgrup­ pen substituiert ist, als sogenannter Lösungsvermittler eingesetzt werden. Auch die Zugabe von Alkylphthalate wie Diacylphthalate, Dioctyphthalat oder Dinonylphthalat so­ wie Trimelitsäureester ist möglich. Voraussetzung ist jedoch, daß diese hochsiedenden, organischen öle ein ho­ hes Lösevermögen für organische Verunreinigungen besit­ zen, eine möglichst geringe Löslichkeit in Wasser aufwei­ sen, beständig gegen Oxidation und Hydrolyse sind und eine hohe Aufnahmefähigkeit für lipophile Komponenten besitzen. Wasserstoffperoxid kann durch ein anderes Oxidationsmit­ tel, beispielsweise Kaliumpermanganat oder Natriumhypo­ chlorit ersetzt werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Reinigung von mit durch eine oxidative Wäsche abtrennbaren Verunreinigungen und/oder Geruchs­ stoffen belastetem Abgas, beispielsweise aus Produk­ tions- oder Kläranlagen oder von Deponien, bei dem das Abgas im Gegenstrom durch einen Wäscher geführt wird, in dem die Verunreinigungen mittels einer Waschflüssig­ keit ausgewaschen und in ein Oxidationsbecken geführt werden, wobei die Waschflüssigkeit aus einer wäßrigen Lösung aus Kaliumpermanganat, Natriumhypochlorit und/ oder Wasserstoffperoxid gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit ein hochsiedendes, organisches Öl enthält, welches eine geringe Löslichkeit in Wasser besitzt, beständig gegen Oxidation und Hydrolyse ist und eine hohe Aufnahmefähigkeit für lipophile Bestandteile aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hochsiedende organische Öl der Waschflüssigkeit im Oxidationsbecken zugegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Waschflüssigkeit etwa 5-40% des hochsiedenden organischen Öls zugegeben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Waschflüssigkeit 20% des hochsiedenden orga­ nischen Öls zugegeben werden.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Waschflüssigkeit Siliconöl, Alkylphthalate oder Trimelitsäureester zugegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Waschflüssigkeit Methylsiliconöl zugegeben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Waschflüssigkeit ein modifiziertes Silicon­ öl, bei dem die Methylgruppe zu 20-80% durch Hexyl­ gruppen und/oder Phenylpropylgruppen substituiert ist, zugegeben wird.