DE4212451A1 - Verfahren zur Entfernung von Fluor und/oder anorganischen Fluorverbindungen aus Gasen sowie die Verwendung von gebrauchten Katalysatoren auf Basis von Titandioxid hierzu - Google Patents

Verfahren zur Entfernung von Fluor und/oder anorganischen Fluorverbindungen aus Gasen sowie die Verwendung von gebrauchten Katalysatoren auf Basis von Titandioxid hierzu

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Fluor und/oder anorganischen Fluorverbindungen aus Gasen, wobei die Fluor und/oder anor­ ganische Fluorverbindungen enthaltenden Gase über ein Adsorbens und/oder einen Katalysator auf Basis von Titandioxid geleitet werden.
Des weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung von gebrauchten Kata­ lysatoren auf Basis von Titandioxid zur Entfernung von Fluor und/oder anorganischen Fluorverbindungen aus Gasen.
Fluor und/oder anorganische Fluorverbindungen, die in den Abgasen von Einrichtungen vorkommen, die zur Fluorierung von Kunststoffoberflächen, zur Materialanalyse nach dem Fluorverbrennungsverfahren, zur Halbleiter­ herstellung, zur Behandlung von Kernbrennstoffen oder die für chemische Synthesen im Labor und Betrieb verwendet werden, oder die in Abgasen in­ dustrieller Verbrennungsprozesse sowie industrieller Glasschmelzen vor­ kommen, sind bekanntlich hochgiftig und dürfen nur im Spurenbereich emit­ tiert werden. Ihre Beseitigung erfordert effektive Methoden, die auch bei geringen Konzentrationen an Fluor und/oder anorganischen Fluorverbindun­ gen hohe Umsätze gewährleisten.
Aus EP-A 0 431 351 ist ein Verfahren zur Entfernung von Fluor und/oder anorganischen Fluoriden aus Gasen bekannt, wobei man das zu reinigende Gasgemisch, welches Fluor und/oder anorganische Fluoride enthält, mit einer Adsorbens- und/oder Katalysator-Masse kontaktiert, die Titandioxid als Hauptbestandteil enthält.
Bereits bei Raumtemperatur lassen sich Fluor und/oder anorganische Fluor­ verbindungen, die in Gasen zu 0,001-100 Vol.-%, gerechnet als Fluor, enthalten sind, vollständig an TiO2-Kontaktmassen bei Kontaktzeiten von < 0,1 sek. adsorbieren. Fluor bzw. die Fluoratome in den Verbindungen reagieren mit dem am TiO2 sorbierten Wasser und mit den am Titan gebun­ denen Hydroxidgruppen unter Bildung von Wasser bzw. unter Bildung von Fluorwasserstoff.
Außerdem können die mit Fluor und/oder anorganischen Fluorverbindungen beladenen TiO2-haltigen Massen regeneriert werden. Enthalten die anorgani­ schen Fluorverbindungen Elemente, die nichtflüchtige Oxide bilden, wie z. B. WF6 oder SiF4, so ist nur eine Teilregeneration des Adsorbens oder Katalysators unter Freisetzung von Fluorwasserstoff möglich.
Die Regenerierung der beladenen TiO2-haltigen Massen kann durch Hydrolyse der sorbierten Fluorverbindungen bei Temperaturen von 250 bis 600°C unter Zuführen von Wasser bzw. Wasserdampf erfolgen.
Mit Hilfe von TiO2-haltigen Massen lassen sich aus Gasen anorganische Fluorverbindungen entfernen, die u. a. die Elemente Wasserstoff, Kohlen­ stoff, Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel, Chlor, Brom, Jod, Wolfram, Phos­ phor, Silizium, Germanium, Arsen, Selen, Xenon, Krypton, Antimon, Tellur, Vanadium, Chrom, Molybdän, Rhenium und Uran enthalten.
Titandioxid für Adsorbens- oder Katalysatormassen ist ein relativ teures Material, welches in der Regel aus Ilmenit oder Rutilsanden nach aufwen­ digen Aufbereitungsverfahren hergestellt wird. Zu nennen sind das Sulfat- und das Chloridverfahren.
Das ältere Sulfatverfahren beruht auf dem Aufschluß von Titan-Rohstoffen mit hochprozentiger Schwefelsäure. Aus der Sulfat-Lösung wird ein relativ reines Titandioxidhydrat durch Hydrolyse gefällt. Das Hydrat wird nach der Reinigung geglüht, gemahlen und gegebenenfalls nachbehandelt.
Beim Chlorid-Verfahren werden die Titan-Rohstoffe bei Temperaturen von 700 bis 1200°C in Gegenwart von Kohlenstoff chloriert. Durch Destil­ lation kann TiCl4 von den anderen Chloriden getrennt werden, und bei Tem­ peraturen von 900 bis 1400°C wird es zu TiO2 verbrannt.
Diese relativ teuren TiO2-Massen verursachen bei ihrer Herstellung Abfall­ produkte, die Probleme bei der Entsorgung bereiten, z. B. die sogenannte "Dünnsäure".
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftlicheres Verfah­ ren zur Entfernung von Fluor und/oder anorganischen Fluorverbindungen aus Gasen zu entwickeln, wobei preiswertere Adsorbentien und/oder Katalysato­ ren auf Basis von Titandioxid verwendet werden sollen.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß gebrauchte Katalysatoren auf Basis von Titandioxid zur Entfernung von Fluor und/oder anorganischen Fluorverbindungen aus Gasen genauso gut geeignet sind wie frisch herge­ stellte TiO2-haltige Materialien.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Entfer­ nung von Fluor und/oder anorganischen Fluorverbindungen aus Gasen, wobei die Fluor und/oder anorganische Fluorverbindungen enthaltenden Gase über ein Adsorbens und/oder einen Katalysator auf Basis von Titandioxid gelei­ tet werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Adsorbens und/oder Katalysator ein gebrauchter Katalysator auf Basis von Titandioxid einge­ setzt wird.
Des weiteren ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung von gebrauchten Katalysatoren auf Basis von Titandioxid zur Entfernung von Fluor und/oder anorganischen Fluorverbindungen aus Gasen.
Die gebrauchten Katalysatoren auf Basis von Titandioxid sind vorher zur Entfernung von Stickoxiden aus Abgasen, zur Entfernung von Schwefelver­ bindungen aus Abgasen, z. B. im Claus-Prozeß, sowie zur katalytischen Oxidation von Kohlenwasserstoffen und/oder Kohlenmonoxid eingesetzt wor­ den.
Die Katalysatoren aus den obengenannten Prozessen werden bei Nachlassen ihrer Aktivität ausgetauscht und in der Regel verworfen.
Bevorzugt eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfin­ dungsgemäße Verwendung von gebrauchten Katalysatoren auf Basis von Titan­ dioxid zur Entfernung von Fluor und/oder anorganischen Fluorverbindungen aus Abgasen.
Die mit der vorliegenden Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, gebrauchte Katalysatoren wieder sinnvoll einem Gasreini­ gungsprozeß zur Entfernung von Fluor und/oder anorganischen Fluorverbin­ dungen zuzuführen. Durch die Wiederverwendung der gebrauchten Katalysato­ ren werden Entsorgungskosten gespart, und die Umwelt wird sowohl im Falle der Deponie der gebrauchten Katalysatoren als auch bei der Herstellung neuer Katalysatormassen geschont. Die gebrauchten Katalysatoren können außer Titandioxid noch als weitere katalytisch aktive Komponenten Vanadin und/oder Wolfram und/oder Molybdän und/oder Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt und/oder Kupfer und/oder Chrom und/oder Zirkonium elemen­ tar oder in Form ihrer Verbindungen enthalten.
Die gebrauchten Katalysatoren auf Basis von Titandioxid können in Form von Wabenkörpern, Strangextrudaten, Pellets, Tabletten, Kugeln, Splitt oder Pulver erfindungsgemäß verwendet werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Entfernung von Fluor und/oder anorganischen Fluorver­ bindungen aus Gasen, wobei die Fluor und/oder anorganische Fluorver­ bindungen enthaltenden Gase über ein Adsorbens und/oder einen Kataly­ sator auf Basis von Titandioxid geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Adsorbens und/oder Katalysator ein gebrauchter Katalysator auf Basis von Titandioxid eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gebrauchte Katalysator auf Basis von Titandioxid vorher zur Entfernung von Stickoxiden aus Abgasen eingesetzt worden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gebrauchte Katalysator auf Basis von Titandioxid vorher zur Entfernung von Schwefelverbindungen aus Abgasen eingesetzt worden ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gebrauchte Katalysator auf Basis von Titandioxid vorher zur katalytischen Oxidation von Kohlenwasserstoffen und/oder Kohlen­ monoxid eingesetzt worden ist.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluor und/oder anorganische Fluorverbindungen enthaltenden Gase Abgase sind.
6. Verwendung von gebrauchten Katalysatoren auf Basis von Titandioxid zur Entfernung von Fluor und/oder anorganischen Fluorverbindungen aus Gasen.
7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gebrauchten Katalysatoren vorher zur Entfernung von Stick­ oxiden aus Abgasen eingesetzt worden sind.
8. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gebrauchten Katalysatoren vorher zur Entfernung von Schwefel­ verbindungen aus Abgasen eingesetzt worden sind.
9. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gebrauchten Katalysatoren vorher zur katalytischen Oxidation von Kohlenwasserstoffen und/oder Kohlenmonoxid eingesetzt worden sind.
10. Verwendung nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluor und/oder anorganische Fluorverbindungen enthaltenden Gase Abgase sind.
DE19924212451 1992-02-14 1992-04-14 Verfahren zur Entfernung von Fluor und/oder anorganischen Fluorverbindungen aus Gasen sowie die Verwendung von gebrauchten Katalysatoren auf Basis von Titandioxid hierzu Withdrawn DE4212451A1 (de)

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