DE4206241A1 - Ammoniak aus einer gasstroemung beseitigende vorrichtung - Google Patents
Ammoniak aus einer gasstroemung beseitigende vorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ammoniak aus einer Gasströmung
beseitigende Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der Zeitschrift "Environmental
Science & Technology", Volume 7, Number 1, Januar 1973, Seiten 51 bis
54 bekannt. Dort ist beschrieben, wie Ammoniak durch Schamotte
absorbiert wird, indem es - möglicherweise vermischt mit anderen
Gasen - durch eine mit Schamottestein ausgestatte Röhre geleitet
wird.
Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist die Tatsache, daß sich der
Schamottestein im Verlaufe der Zersetzung des Ammoniaks verbraucht;
es sind deshalb Betriebsunterbrechungen nötig, in denen er im Rahmen
von Wartungsarbeiten ausgetauscht werden muß.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine dauerbetriebstaugliche
und wartungsarme Vorrichtung zu schaffen, in der Ammoniak aus einer
Gasströmung, welche möglicherweise mehrere Gase enthält, absorbiert
wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Ammoniak aus einer Gasströmung
beseitigende Vorrichtung nach Anspruch 1.
Vorteilhaft bei dieser Vorrichtung ist die wartungsarme
Betriebsweise. Der von einem Gasgemisch durchströmte Hohlkörper weist
mindestens zwei Öffnungen auf, durch die ein mit Säure getränktes
Fasermaterial geführt ist. Dabei ist das eine Ende des Fasermaterials
in eine Säure getaucht, während das andere Ende frei hängt. Auf
diese Weise wird durch die Kapillarwirkung des Fasermaterials stets
etwas Säure angesaugt und für die Absorptin des Ammoniaks in den
Hohlkörper geführt, während gleichzeitig an dem freien Ende mit
Ammoniak angereicherte Säure abtropft. Wenn das Gefäß recht viel
Säure fassen kann, muß nur sehr selten die Säure ausgetauscht
werden; es ist also ein wartungsarmer Dauerbetrieb möglich. Es ist
auch denkbar, einen Zu- und einen Ablauf für Säure in dem Gefäß
vorzusehen, so daß der Säureaustausch auch ohne
Betriebsunterbrechung vorgenommern werden kann. Säuren eignen sich
zum Absorbieren von Ammoniak besonders gut, weil Ammoniak eine große
Affinität zu Wasser und Säuren aufweist.
Vorteilhaft ist die Verwendung von Phosphorsäure für die Absorbtion
des Ammoniaks, weil dann die Aufnahme von CO, NO, und NO2 aus dem
durch den Hohlkörper fließenden Gasstrom vermieden wird. Dies ist
besonders dann sinnvoll, wenn der Gasstrom aus einem
Verbrennungsmotor kommt und die Vorrichtung zum Zwecke der Beseitung
des Ammoniaks einem Abgasmeßsystem vorgeschaltet ist. Das Ammoniak
sollte aus dem Gasstrom beseitigt werden, damit es nicht bei
Anwesenheit von sauren Gasbestandteilen - beispielsweise
Schwefelsäure - in dem Abgasmeßsystem eine Verbindung zu festem
Ammoniumsulfat eingeht, welches die Meßleitungen verstopfen könnte.
Von Vorteil ist die Verwendung eines Rohres als Hohlkörper, durch den
den der von Ammoniak zu befreiende Gasstrom geleitet wird. Wenn
nämlich der Durchmesser des Rohres an das Gasführungssystem einer
nachgeschalteten Meßeinrichtung angepaßt ist und gleichzeitig die
in das Gefäß mit der Säure führenden Öffnungen in dem Rohr mit dem
dort hindurchgeführten Fasermaterial ausgefüllt sind, ist
sichergestellt, daß durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kein
zusätzliches Totvolumen in das Gesamtmeßsystem eingefügt ist. Es
wird nämlich verhindert, daß Meßgas aus dem Rohr durch die
Öffnungen in das Gefäß gelangt. Auf diese Weise werden Messungen
durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht verlangsamt.
Günstig ist der Betrieb der Vorrichtung bei einer Temperatur von ca.
50-100°C. Bei dieser Temperatur wird verhindert, daß die Säure
Feuchtigkeit aus dem Meßgas aufnimmt.
Wenn die Öffnungen des von der Gasströmung durchfluteten Hohlkörpers
durch zusätzliches Fasermaterial abgedeckt sind, welches außen auf
dem Hohlkörper angebracht ist, wird verhindert, dass ein Teil der
Gasströmung durch die Öffnungen ins Innere des Gefäßes eindringt.
Das ebenfalls mit Säure getränkte Fasermaterial dient also der
Abdichtung der Öffnungen und sorgt dafür, daß die erfindungsgemäße
Vorrichtung kein Totvolumen darstellt, in dem sich größere Mengen an
Gasen ansammeln.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen
Unteransprüchen zu entnehmen. Eine Verwendung der Erfindung ist im
Anspruch 11 definiert.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in zwei Figuren
dargestellten Ausführungsbeispiels, aus dem sich weitere Merkmale,
Einzelheiten und Vorteile ergeben, näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 in einer Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße
Vorrichtung, und
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Rohr und ein an dieses
angebrachtes Fasermaterial ähnlich wie in Fig. 1, wobei die
Blickrichtung gegenüber Fig. 1 um 90° verschoben ist.
Eine Ammoniak aus einer Gasströmung beseitigende Vorrichtung weist
ein gasdichtes, geschlossenes Gefäß (1) aus Polytetrafluorethylen
(PTFE) auf. Durch zwei gegenüberliegende Öffnungen im Gefäß (1) ist
ein aus Keramik bestehender Hohlkörper (2) in Form eines Rohres
geführt, wobei zwischen Gefäss (1) und Hohlkörper (2) ein gasdichter
Verschluß vorhanden ist. Durch das Rohr wird Meßgas geführt,
welches aus einem Gemisch mehrerer Gase besteht. Bei dem Meßgas kann
es sich um Gase aus einem Verbrennungsprozeß handeln, beispielsweise
um Abgase aus einem Verbrennungsmotor oder aus einem Kraftwerk. Nach
dem Verfahren der selektiven katalytischen bzw. nicht katalytischen
Reduktion wird vielfach Ammoniak als Reduktionsmitel zur Entfernung
von Stickoxiden aus Verbrennungsabgasen eingesetzt. Für eine
Gasanalyse mit einem Meßgerät ergeben sich daraus Probleme, die eine
selektive Abtrennung des Ammoniaks aus den Verbrennungsabgasen
wünschenswert machen; es muß nämlich bei Anwesenheit von sauren
Gasbestandteilen (z. B. Schwefelsäure) mit der Bildung von festem
Ammoniumsulfat gerechnet werden; dadurch werden Gasleitungen des
Meßgerätes schnell verstopft.
Ein weiteres Problem tritt bei Einsatz von NO2/NO-Konvertern auf, die
zur Erfassung des Gesamt-NOx-Gehaltes in Verbrennungsabgasen
notwendig sind. Da in den Konvertern Ammoniak teilweise zu NO
abgebaut wird, wird das Meßergebnis verfälscht; denn es wird im
Rahmen der Gasanalyse ein höherer Anteil von Stickoxiden ermittelt
als in den Verbrennungsabgasen ursprünglich vorhanden war. Für die
Analyse ist also die Beseitigung von Ammoniak anzustreben.
Durch zwei gegenüberliegende, als Längsschlitze ausgebildete
Öffnungen in dem rohrförmigen Hohlkörper (2) ist ein Streifen aus
Fasermaterial (3) - beispielsweise aus Filterpapier oder aus einem
Glasfasergewebe - gelegt, wobei ein Ende dieses Streifens in Säure
(4) - beispielsweise konzentrierte Phosphorsäure - getaucht ist und
das andere Ende frei aus dem Rohr - über der Säure schwebend -
herabhängt. Der Streifen ist durch die gegenüberliegend im Rohr
angeordneten Langsschlitze geführt, wodurch im Rohr eine große
Fläche zur Aufnahme des Ammoniaks zur Verfügung steht. Die Säure (4)
befindet sich unten im Gefäß (1), sie wird für die Absorption des
Ammoniaks benötigt. Die Säure (4) steigt durch die Kapillarwirkung
des Fasermaterials (3) an dem einen Ende des Streifens aus
Filterpapier auf, gelangt infolge der Saugwirkung des Streifens durch
den einen Längsschlitz in den rohrförmigen Hohlkörper (2), nimmt dort
hindurchströmendes Ammoniak auf, und tropft an dem anderen, frei
schwebenden Ende des Streifens - mit Ammoniak durchsetzt - herab.
Durch diese Anordnung ist sichergestellt, dass stets "frische" Säure
zur Aufnahme des Ammoniaks nachfließt. Von Zeit zu Zeit muß die
Säure in dem Gefäß (1) ausgetauscht werden.
Ammoniak reagiert mit Phosphorsäure nach folgenden Gleichungen:
a) NH3 + H3PO4 → (NH4)H2PO4
b) 2NH3 + H3PO4 → (NH4)2HPO4
c) 3NH3 + H3PO4 → (NH4)3PO4.
b) 2NH3 + H3PO4 → (NH4)2HPO4
c) 3NH3 + H3PO4 → (NH4)3PO4.
Die Reaktion nach Gleichung a) ist unter den herrschenden Bedingungen
am wahrscheinlichsten.
Das Gefäß (1) ist von einer außen anliegenden Heizwicklung (5)
umgeben, die dafür sorgt, daß im Innern des Gefäßes (1) stets eine
Temperatur von 50-100°C herrscht.
Fig. 2 zeigt den Schnitt durch den als Rohr ausgeführten Hohlkörper
(2) nach Fig. 1 mit dem Fasermaterial (3), welches durch zwei im Rohr
gegenüberliegende Längsschlitze geführt ist. Es ist in dieser Fig.
zusätzliches Fasermaterial (3) dargestellt, und zwar ist der äußere
obere Teil des Rohres mit diesem zusätzlichen Fasermaterial (3)
(Filterpapier) abgedeckt.
Es ist mit Säure (4) getränkt und dichtet die Längsschlitze gegen den
Durchtritt von Gas ab.
Im Innern des Rohres verläuft der Streifen des Filterpapiers
waagerecht zwischen den Längsschlitzen. Dadurch bietet sich für das
Ammoniak unterhalb und oberhalb des Streifens eine Aufnahmefläche. Es
ist deutlich zu sehen, daß das eine Ende des Streifens aus
Filterpapier tiefer herabhängt als das andere Ende. Nur das tiefer
herabhängende Ende ist in Säure (4) getaucht, wie es in Fig. 1 zu
sehen ist.
Claims (11)
1. Ammoniak aus einer Gasströmung beseitigende Vorrichtung mit einem
von der Gasströmung durchfluteten Hohlkörper,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlkörper (2) mindestens zwei in das Innere wenigstens
eines gasdichten Gefäß (1) führende Öffnungen aufweist, daß
durch die Öffnungen ein säurefestes, saugfähiges Fasermaterial
(3) gelegt ist, wobei ein Ende des Fasermaterials in im Gefäß (1)
befindliche Säure (4) getaucht ist und das andere Ende außerhalb
der Säure (4) frei schwebend angeordnet ist.
2. Ammoniak aus einer Gasströmung beseitigende Vorrichtung nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Säure (4) Phosphorsäure ist.
3. Ammoniak aus einer Gasströmung beseitigende Vorrichtung nach
Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnungen mit dem dort hindurchgelegten Fasermaterial
(3) ausgefüllt sind.
4. Ammoniak aus einer Gasströmung beseitigende Vorrichtung nach
einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlkörper (2) ein Rohr ist.
5. Ammoniak aus einer Gasströmung beseitigende Vorrichtung nach
einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnungen Längsschlitze sind.
6. Ammoniak aus einer Gasströmung beseitigende Vorrichtung nach
einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gefäß (1) von außen mit einer Heizwicklung (5) umgeben
ist.
7. Ammoniak aus einer Gasströmung beseitigende Vorrichtung nach
einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Innern des Gefäßes (1) eine Temperatur von 50-100°C
herrscht.
8. Ammoniak aus einer Gasströmung beseitigende Vorrichtung nach
einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil des saugfähigen Fasermaterials (3) außen am
Hohlkörper (2) anliegend angebracht ist, wobei es sich innerhalb
des Gehäuses (1) befindet und die Öffnungen bedeckt.
9. Ammoniak aus einer Gasströmung beseitigende Vorrichtung nach
einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das saugfähige Fasermaterial (3) Filterpapier ist.
10. Ammoniak aus einer Gasströmung beseitigende Vorrichtung nach
einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das saugfähige Fasermaterial (3) Glasfasern enthält.
11. Ammoniak aus einer Gasströmung beseitigende Vorrichtung nach
einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch die Verwendung als vor eine Meßeinrichtung
geschalteter Ammoniakfilter, wobei die Meßeinrichtung zur
Analyse von Abgasen aus einem Verbrennungsprozeß bestimmt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4206241A DE4206241C2 (de) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Vorrichtung zum Entfernen von Ammoniak aus einer Gasströmung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4206241A DE4206241C2 (de) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Vorrichtung zum Entfernen von Ammoniak aus einer Gasströmung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4206241A1 true DE4206241A1 (de) | 1993-09-02 |
DE4206241C2 DE4206241C2 (de) | 1995-12-14 |
Family
ID=6452850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4206241A Expired - Fee Related DE4206241C2 (de) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Vorrichtung zum Entfernen von Ammoniak aus einer Gasströmung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4206241C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0798799A2 (de) * | 1996-03-28 | 1997-10-01 | International Fuel Cells Corporation | Entfernung von Ammoniak aus einem Gasstrom einer Säure-Brennstoffzelle |
EP1000587A1 (de) * | 1998-11-16 | 2000-05-17 | ATMOS MEDIZINTECHNIK GmbH & Co. | Absaugvorrichtung |
-
1992
- 1992-02-28 DE DE4206241A patent/DE4206241C2/de not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Environmental Science und Technology, Vol. 7, No. 1, Januar 1973, S. 51-54 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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EP0798799A3 (de) * | 1996-03-28 | 1997-12-10 | International Fuel Cells Corporation | Entfernung von Ammoniak aus einem Gasstrom einer Säure-Brennstoffzelle |
EP1000587A1 (de) * | 1998-11-16 | 2000-05-17 | ATMOS MEDIZINTECHNIK GmbH & Co. | Absaugvorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4206241C2 (de) | 1995-12-14 |
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