DE69936250T2

DE69936250T2 - Säurekomponente-Entfernungsmittel, Verfahren zu dessen Herstellung und Verfahren zur Entfernung von Säurekomponenten

Info

Publication number: DE69936250T2
Application number: DE69936250T
Authority: DE
Inventors: Hachiro Ichihara-shi Hirano; Hiroaki Ichihara-shi Noda; Makoto Ichihara-shi Kusaka; Masaharu Ichihara-shi Tanaka; Makoto Kitakyusyu-shi Yoshida; Shigeru Kitakyusyu-shi Sakurai
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2019-11-27
Also published as: ATE363940T1; EP1004345A2; DE69936250D1; EP1004345A3; EP1004345B1; US6352653B1; ES2287999T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Säurekomponente-Entfernungsmittel für ein Gas, ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Verfahren zum Entfernen von Säurekomponenten aus einem Gas.
Es ist bekannt, gelöschten Kalk als ein Säurekomponente-Entfernungsmittel zu verwenden, um Chlorwasserstoff oder ein Schwefeloxid in einem Abgas zu absorbieren und zu entfernen, das z.B. von einer Abfallverbrennungsanlage ausgetragen wird. In einem solchen Fall wird gelöschter Kalk in einem Abgasaustragweg von der Verbrennungsanlage in einem Bereich mit Temperaturen von 150 bis 300°C verteilt, worauf ein Sammeln mit einem Beutelfilter oder einer elektrischen Staubsammeleinrichtung durchgeführt wird, wodurch Säurekomponenten entfernt werden.
Es ist jedoch erforderlich, gelöschten Kalk in einer überschüssigen Menge der 3- bis 4-fachen Äquivalentmenge bezogen auf das Reaktionsäquivalent zu verwenden, wodurch die Menge des Staubabfalls zunehmen wird. Ferner wird der Staub mittels Beton verfestigt und der verfestigte Staub benötigt Deponieraum für die Endentsorgung. Das Produkt der Umsetzung von Chlorwasserstoff und gelöschtem Kalk ist ein Calciumchlorid, das wasserlöslich ist, wodurch das Reaktionsprodukt durch Lösen in Wasser entfernt werden kann. Ein Teil des im Überschuss zugesetzten gelöschten Kalks wird jedoch Ätzkalk bilden, der wasserunlöslich ist, und demgemäß wird nur ein kleiner Teil der Effekte der Staubverminderung durch Wasser erhältlich sein. Ferner werden sich während der Behandlung einer wässrigen Calciumchloridlösung an der Endentsorgungsstelle Calciumabscheidungen bilden, was Schwierigkeiten verursacht.
Ferner ist bekannt, Natriumhydrogencarbonat als das Säurekomponente-Entfernungsmittel anstelle von gelöschtem Kalk zu verwenden. In einem solchen Fall wird nicht umgesetztes Natriumhydrogencarbonat Natriumcarbonat bilden, das wasserlöslich ist, und demgemäß ist es zur Verminderung des Staubs effektiv. Beispielsweise beschreibt EP 0 740 577 ein Säurekomponente-Entfernungsmittel, das eine Zusammensetzung umfasst, die Natriumhydrogencarbonat in einer Menge von mehr als 98 Gew.-% und Natriumcarbonat in einer Menge von weniger als 2 Gew.-% enthält. Es ist beschrieben, dass der mittlere Teilchendurchmesser der Zusammensetzung höchstens 50 μm, vorzugsweise 10 bis 30 μm beträgt.
Natriumhydrogencarbonat ist jedoch im Vergleich zu gelöschtem Kalk teuer und es war daher erwünscht, Natriumhydrogencarbonat, das eine hohe Reaktivität aufweist und Effekte mit einer geringen Menge bereitstellt, in einem industriellen Maßstab bei geringen Kosten bereitzustellen. Ferner ist es erwünscht, dass das Säurekomponente-Entfernungsmittel ohne die Installation eines Entstaubers verwendet werden kann, dass es einfach und stabil in ein zu behandelndes Gas injiziert werden kann, dass es gut in dem Gas verteilt werden kann, dass die Reaktionsgeschwindigkeit hoch ist und dass eine Langzeitlagerung in einem Lagertank oder einem Lagerraum an der Betriebsstelle möglich ist.
Ferner wird Schwefeltrioxid, das in einem Abgas enthalten ist, das z.B. während des Betriebs eines Kessels mit einem Brennstoff, der einen Schwefelgehalt aufweist, erzeugt wird, mit Wasserdampf reagieren, der in dem Abgas enthalten ist, so dass ein Schwefelsäurenebel gebildet wird, der weißen Rauch, violetten Rauch oder weiße Dämpfe erzeugt, wenn er in die Luft ausgetragen wird, und eine Luftverschmutzung verursacht. Um die Schwefeltrioxidkomponente zu entfernen, wurde dem Brennstoff im Vorhinein eine Aufschlämmung, bei der z.B. ein Oxid oder Hydroxid von Calcium oder Magnesium in einem organischen Lösungsmittel verteilt war, zugesetzt, um eine Schwefeltrioxidbildung zu verhindern, oder um Schwefeltrioxid nach der Verbrennung zu neutralisieren. Bei solchen Verfahren ist es jedoch wahrscheinlich, dass sich die Zusätze auf einem Wärmetauscher in dem Kessel abscheiden, und wenn eine große Menge der Abscheidung der Zusätze darauf vorliegt, wird der Betrieb des Kessels behindert, und demgemäß kann kaum eine große Menge der Zusätze verwendet werden.
Um ferner Schwefeltrioxid in einem Abgas aktiv zu entfernen, wurde ein Pulver des vorstehend genannten Oxids oder Hydroxids oder eine Aufschlämmung in das Abgas bzw. einen Rauchabzugskanal injiziert, nachdem das Abgas durch eine Luftvorheizeinrichtung hindurch getreten ist. In dem Fall, bei dem das Pulver selbst durch dieses Verfahren injiziert wird, wird die Quantität schlecht sein und es ist wahrscheinlich, dass kein stabiler Effekt erhältlich ist, da ein feines Pulver mit einer schlechten Fluidität von dem Lagertank ausgetragen wird und das Pulver z.B. mittels einer Schneckeneinspeisungsvorrichtung als Verdrängungspulvertransportvorrichtung injiziert wird. Ferner ist es in dem Fall des Injizierens der Aufschlämmung wahrscheinlich, dass sich das Pulver, das in der Aufschlämmung enthalten ist, auf der Transportleitung zum Injizieren der Aufschlämmung abscheidet und diese verstopft, wodurch das Verfahren kaum stabil durchgeführt werden kann.
Als das Säurekomponente-Entfernungsmittel z.B. für eine Abfallverbrennungsanlage wurde herkömmlich gelöschter Kalk verwendet. Obwohl gelöschter Kalk kostengünstig erhältlich sein kann, gibt es Probleme bezüglich der Abfallentsorgung, wie z.B. eine Zunahme von wasserunlöslichem Staub als Abfall oder die Erzeugung von Calciumabscheidungen in dem Sickerwasser an der Endentsorgungsstelle. Ferner ist es in dem Fall der Verwendung von Natriumhydrogencarbonat, da es teuer ist, erforderlich, die Reaktionseffizienz zu erhöhen und die zu verwendende Menge zu vermindern. Ferner kann dann, wenn die zu verwendende Menge vermindert werden kann, die eingesetzte Vorrichtung verkleinert werden und der zu behandelnde Staub kann vermindert werden.
Andererseits ist es in dem Fall der Verwendung z.B. von Magnesiumoxid zur Entfernung von Säurekomponenten in einem Kesselabgas, wie z.B. Schwefeltrioxid oder Schwefelsäurenebel auf der Basis von Schwefeltrioxid (diese werden nachstehend generisch als SO₃-Komponente bezeichnet), erforderlich, eine überschüssige Menge an Magnesiumoxid zuzusetzen, da Magnesiumoxid auch eine niedrige Reaktionseffizienz aufweist. In einem solchen Fall wird nicht umgesetztes Magnesiumoxid im Abgas verbleiben und kann Probleme bei der Nachbehandlung verursachen, da Magnesiumoxid eine geringe Löslichkeit in Wasser aufweist. Ferner ist es schwierig, die Injektionsmenge des Pulvers zu quantifizieren und demgemäß war es erwünscht, ein Säurekomponente-Entfernungsmittel zu entwickeln, das stabil und quantitativ auf das Abgas bzw. in den Rauchabzugskanal gesprüht werden kann.
US-A-5,424,077 beschreibt eine comikronisierte Hydrogencarbonatsalzzusammensetzung, bei der es sich um ein Gemisch von Bestandteilen mit einer Teilchengröße zwischen etwa 0,01 bis 1,0 μm handelt.
DE 196 21 492 A1 beschreibt ein Verfahren zum Vermindern des Gehalts an Dioxin und Furan in Abgas und die Verwendung des zurückbleibenden Filterstaubs.
WO 95/19835 beschreibt eine feste, pulverförmige reaktive Zusammensetzung zum Reinigen eines Chlorwasserstoff-enthaltenden Gases, die 98 Gew.-% Natriumhydrogencarbonat und weniger als 2 Gew.-% Natriummonocarbonat umfasst und eine Teilchengrößenverteilung aufweist, die durch einen mittleren Teilchendurchmesser von weniger als 0,050 mm und eine Teilchengrößensteigung von weniger als 5 definiert ist.
Unter diesen Umständen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Säurekomponente-Entfernungsmittel industriell bereitzustellen, das Säurekomponenten, wie z.B. Chlorwasserstoff, Schwefeloxid, wie z.B. SO₃, Stickstoffoxid oder Fluorwasserstoff, aus einem Abgas effektiv entfernen kann, mit dem eine Abfallentsorgung einfach durchgeführt werden kann und das die Abfallmenge vermindern kann.
Die Lösung des vorstehend genannten technischen Problems wird durch Bereitstellen des in den Ansprüchen charakterisierten Gegenstands erreicht.
Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein Säurekomponente-Entfernungsmittel bereit, umfassend Natriumhydrogencarbonat mit einem Volumen-basierten mittleren Teilchendurchmesser von 1 bis 9 μm, wie durch eine Laser-Diffraktions- und Streumethode gemessen, wobei das Natriumhydrogencarbonat eine Porenverteilung in dessen Pulverbett, wie durch eine Quecksilberpenetrationsmethode gemessen, aufweist, wobei das Volumen von Poren mit Porendurchmessern in einem Bereich von 1 bis 10 μm mindestens 0,4 cm³/g beträgt.
Bei dem erfindungsgemäßen Säurekomponente-Entfernungsmittel wird der mittlere Teilchendurchmesser des Natriumhydrogencarbonats durch den Wert des Volumen-basierten mittleren Teilchendurchmessers, der unter Verwendung eines Laser-Diffraktions- und Streu-Teilchengrößenanalysegeräts gemessen wird, dargestellt. Nachstehend wird der mittlere Teilchendurchmesser durch den Wert dargestellt, der mit diesem Verfahren gemessen worden ist, falls nichts anderes angegeben ist. In der vorliegenden Beschreibung wird der mittlere Teilchendurchmesser unter Verwendung eines Microtrack FRA9220 gemessen, das von NIKKISO CO., LTD. hergestellt wird. Für eine ergänzende Untersuchung bedeutet der Volumen-basierte mittlere Teilchendurchmesser das gleiche wie ein Masse-basierter mittlerer Teilchendurchmesser, da Natriumhydrogencarbonat eine homogene Dichte aufweist.
Das erfindungsgemäße Säurekomponente-Entfernungsmittel reagiert mit Säurekomponenten, die in einem Gas vorliegen, und entfernt die Säurekomponenten aus dem Gas. Die zu entfernenden Säurekomponenten sind nicht speziell beschränkt und das erfindungsgemäße Säurekomponente-Entfernungsmittel kann auf verschiedene Säurekomponenten angewandt werden, wie z.B. Chlorwasserstoff, Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid, Fluorwasserstoff und Stickstoffoxide. Insbesondere wenn das erfindungsgemäße Säurekomponente-Entfernungsmittel auf eine Chlor-enthaltende Verbindung, wie z.B. Chlorwasserstoff, oder eine SO₃-Komponente angewandt wird, ist die Reaktionseffizienz hoch und es kann verglichen mit einem herkömmlichen Säurekomponente-Entfernungsmittel einfach gehandhabt werden. Nachstehend wird die vorliegende Erfindung bezüglich Chlorwasserstoff erläutert. Das Gleiche gilt jedoch für die anderen Säurekomponenten.
Durch die Verwendung von Natriumhydrogencarbonat werden dann, wenn Natriumhydrogencarbonatteilchen durch Kalzinieren in Natriumcarbonat umgewandelt werden, die Teil chen porös und reagieren effektiv mit Chlorwasserstoff, wodurch Chlorwasserstoff effektiv entfernt werden kann. Die vorliegenden Erfinder haben die Teilchengrößen, die Porenverteilungen und die Formen von Natriumhydrogencarbonat und Natriumcarbonat vor und nach der Kalzinierung detailliert gemessen und untersucht und gefunden, dass die Reaktionseigenschaften der porösen Struktur, die erhalten wird, wenn die Teilchen porös werden, mit Chlorwasserstoff durch die mittlere Teilchengröße des Natriumhydrogencarbonats empfindlich beeinflusst werden, und die vorliegende Erfindung wurde gemacht.
In dem erfindungsgemäßen Säurekomponente-Entfernungsmittel liegt der mittlere Teilchendurchmesser des Natriumhydrogencarbonats innerhalb eines Bereichs von 1 bis 9 μm. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser des Natriumhydrogencarbonats 9 μm übersteigt, werden dann, wenn das Natriumhydrogencarbonat zur Bildung von Natriumcarbonat kalziniert wird, schwammartige Natriumcarbonatteilchen mit feinen Poren mit Durchmessern von höchstens mehreren 10 nm erhalten, während das Profil der Außenoberfläche des Natriumhydrogencarbonats aufrechterhalten wird. Andererseits werden dann, wenn der mittlere Teilchendurchmesser des Natriumhydrogencarbonats höchstens 9 μm beträgt, Poren mit relativ großen Durchmessern bezogen auf die Teilchengrößen gebildet, und demgemäß werden die Oberflächen der Teilchen signifikant aufgeraut und unregelmäßige Profile werden erhalten.
Das Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass dann, wenn Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 9 μm zur Erzeugung von Natriumcarbonat kalziniert wird, die vorstehend genannte spezielle Porenstruktur erhalten werden kann, und dass die Porenstruktur zur Absorption eines Säuregases extrem effektiv ist. Obwohl im Stand der Technik ein Beispiel zur Absorption eines Säuregases durch Natriumhydrogencarbonat, das eine große Teilchengröße aufweist, beschrieben worden ist, wurde Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 9 μm nicht verwendet, und es war nicht bekannt, dass sich die Porenstruktur und die Teilchenform des Natriumcarbonats nach der Kalzinierung ändern, wenn die Teilchengröße des Natriumhydrogencarbonats klein gemacht wird.
Die vorliegenden Erfinder gehen davon aus, dass es dann, wenn die Teilchen in dem Luftstrom verstreut werden oder wenn die Teilchen durch einen Beutelfilter eingefangen werden, so dass ein Teilchenabscheidungsbett gebildet wird, und Gase der Säurekomponenten, wie z.B. Chlorwasserstoff, durch die Teilchen hindurch treten, wahrscheinlich ist, dass aufgrund der vorstehend beschriebenen Form eine Diffusion der Säurekomponenten in die Oberflächen von Teilchen und die Reaktion zwischen den Säurekomponenten und den Teilchen stattfinden, wodurch eine gute Reaktion mit den Säurekomponenten beschleunigt werden kann. Der mittlere Teilchendurchmesser des Natriumhydrogencarbonats beträgt mehr bevorzugt höchstens 8 μm.
Die Untergrenze des mittleren Teilchendurchmessers des Natriumhydrogencarbonats ist im Hinblick auf die Reaktivität mit den Säurekomponenten nicht speziell beschränkt. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser jedoch kleiner als 1 μm ist, neigen die Teilchen dazu, aneinander anzuhaften, und keine angemessene Fluidität kann aufrechterhalten werden, und zwar selbst dann nicht, wenn ein Anti-Zusammenbackmittel, wie es nachstehend beschrieben wird, damit verwendet wird, oder es kann erforderlich sein, eine große Menge des Anti-Zusammenbackmittels zuzusetzen. Ferner können für eine industrielle Herstellung die Betriebskosten und die Anlagenkosten, die für ein Mahlen erforderlich sind, übermäßig sein.
Das Natriumhydrogencarbonat in dem erfindungsgemäßen Säurekomponente-Entfernungsmittel weist eine Porenverteilung, die mittels einer Quecksilberpenetrationsmethode gemessen wird, in dessen Pulverbett auf, wobei das Volumen der Poren mit Porendurchmessern in einem Bereich von 1 bis 10 μm mindestens 0,4 cm³/g beträgt. In der vorliegenden Beschreibung wird die Porenverteilung im Pulverbett, die mittels einer Quecksilberpenetrationsmethode gemessen wird, durch den Wert dargestellt, der mit einer Quecksilberpenetrationsmethode bezüglich des Pulverbetts des Natriumhydrogencarbonats gemessen wird. Insbesondere wird die Messung bezüglich eines Pulverbetts durchgeführt, das durch geringfügiges Abschütteln von 0,25 g des Pulvers von einem Spatel in eine zylindrische Zelle mit einem Durchmesser von 15 mm und einer Höhe von 30 mm gefüllt wird. Nachstehend wird das Volumen von Poren durch den Wert dargestellt, der durch dieses Verfahren gemessen wird, falls nichts anderes angegeben ist.
Ferner ist das Natriumhydrogencarbonat in dem erfindungsgemäßen Säurekomponente-Entfernungsmittel vorzugsweise derart, dass dann, wenn es bei 200°C für 1 Stunde kalziniert wird, das resultierende Natriumcarbonat die gleichen Pulvereigenschaften wie das Natriumhydrogencarbonat aufweist. Insbesondere weist das erhaltene Natriumcarbonat eine Porenverteilung, die mittels einer Quecksilberpenetrationsmethode gemessen wird, in dessen Pulverbett auf, wobei das Volumen der Poren mit Porendurchmessern in einem Bereich von 1 bis 10 μm mindestens 0,4 cm³/g beträgt.
Der Kalzinierungsvorgang zur Umwandlung des Natriumhydrogencarbonats in Natriumcarbonat wird derart durchgeführt, dass 5 g des Natriumhydrogencarbonats dünn auf einer Laborschale mit einem Durchmesser von 60 mm verstreut werden, auf etwa 200°C vorgewärmt werden und dann in einem Heißluftumwälztrockner, der bei 200°C gehalten wird, belassen werden, wobei die Laborschale nach 1 Stunde entnommen wurde.
Wenn das Volumen der Poren des Natriumhydrogencarbonats und des Natriumcarbonats mit Porendurchmessern innerhalb eines Bereichs von 1 bis 10 μm innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt, kann ein starker Effekt zur Entfernung der Säurekomponenten erhalten werden. Obwohl der Mechanismus des Auftretens des Effekts nicht klar verstanden worden ist, wird davon ausgegangen, dass die Einfachheit der Diffusion der Säurekomponenten in dem Säurekomponente-Entfernungsmittel mit dem Volumen von Poren mit Porendurchmessern innerhalb eines Bereichs von 1 bis 10 μm zusammenhängt. Insbesondere wird davon ausgegangen, dass es bei dem erfindungsgemäßen Säurekomponente-Entfernungsmittel, da der mittlere Teilchendurchmesser des Natriumhydrogencarbonats höchstens 9 μm beträgt, dann, wenn das Natriumhydrogencarbonat in Natriumcarbonat umgewandelt wird, wahrscheinlich ist, dass Poren mit großen Durchmessern von mindestens 1 μm gebildet werden, wodurch die Teilchen signifikant aufgeraut werden und unregelmäßige Profile aufweisen, und demgemäß eine Diffusion des Gases leicht stattfinden wird.
Wenn der mittlere Teilchendurchmesser des Natriumhydrogencarbonats 9 μm übersteigt, werden sich in dem resultierenden Natriumcarbonat Poren mit Durchmessern von mindestens 1 μm nicht oder nur in einem kleinen Anteil bilden. Wenn beispielsweise Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 83 μm 1 Stunde bei 200°C kalziniert wird, weist das resultierende Natriumcarbonat ein Volumen von Poren mit Porendurchmessern von 0,1 bis 1,0 μm von 0,30 cm³/g und ein Volumen von Poren mit Porendurchmessern von 1,0 bis 10 μm von 0,04 cm³/g auf. Ferner weist dann, wenn Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 21 μm 1 Stunde bei 200°C kalziniert wird, das resultierende Natriumcarbonat ein Volumen von Poren mit Porendurchmessern von 0,1 bis 1,0 μm von 0,28 cm³/g und ein Volumen von Poren mit Porendurchmessern von 1,0 bis 10 μm von 0,24 cm³/g auf.
Insbesondere weisen die meisten Poren Porendurchmesser von 0,1 bis 1,0 μm auf und die Form ist derart, dass die Teilchen relativ feine Poren aufweisen. Demgemäß müssen die Säurekomponenten in einen feinen und langen Weg diffundieren, wodurch die Diffusion der Säurekomponenten lange dauern wird, was für die Reaktion nachteilig ist. Andererseits beträgt das Volumen von Poren mit Porendurchmessern von 1,0 bis 10 μm, bei denen davon ausgegangen wird, dass sie zur Entfernung der Säurekomponenten in einem kurzen Zeit raum effektiv sind, weniger als 0,4 cm³/g, und demgemäß besteht eine Tendenz dahingehend, dass die Leistungen zur Absorption der Säurekomponenten schlecht sind.
Wenn Natriumhydrogencarbonat bei einer Temperatur von mindestens 100°C kalziniert wird, wird es in Natriumcarbonat umgewandelt. Beispielsweise wird bezüglich Natriumhydrogencarbonat und des resultierenden Natriumcarbonats, das durch Kalzinieren des Natriumhydrogencarbonats bei 200°C für 1 Stunde erhalten wird, keine signifikante Änderung der mittleren Teilchengröße vor und nach der Kalzinierung festgestellt. Insbesondere bezüglich des Natriumhydrogencarbonats mit einem mittleren Teilchendurchmesser in einem Bereich von 0,7 bis 50 μm wurde gemäß den Untersuchungen der vorliegenden Erfinder festgestellt, dass sich die mittlere Teilchengröße vor und nach der Kalzinierung nicht signifikant ändert.
Die Differenz des tatsächlichen Volumens zwischen Natriumhydrogencarbonat (Molekulargewicht: 84,01, Dichte: 2,19 g/cm³) und Natriumcarbonat (Molekulargewicht: 105,99, Dichte: 2,53 g/cm³), das aus dem Natriumhydrogencarbonat erhältlich ist, beträgt 0,33 cm³/g, bezogen auf das Gewicht des Natriumcarbonats. Insbesondere wenn das Natriumhydrogencarbonat in Natriumcarbonat umgewandelt wird, während die äußere Form beibehalten wird, beträgt das Volumen der Poren des Natriumcarbonats 0,33 cm³/g. Wenn das Natriumcarbonat mit Chlor-wasserstoff unter Bildung von Natriumchlorid (Molekulargewicht: 58,44, Dichte: 2,161 g/cm³) reagiert, wird das tatsächliche Volumen geringfügig zunehmen, wodurch das Volumen der Poren abnehmen wird. Gemäß einer Berechnung verbleibt jedoch immer noch ein Volumen der Poren von 0,19 cm³/g. Dies ist ein Grund dafür, warum Natriumhydrogencarbonat verglichen mit einem Säurekomponente-Entfernungsmittel des Calciumtyps, wie z.B. gelöschter Kalk, eine hohe Reaktivität aufweist und im Wesentlichen vorteilhaft ist.
Bezüglich eines herkömmlichen Säurekomponente-Entfernungsmittels des Calciumtyps wird das während des Verfahrens zum Behandeln der Säurekomponenten im Überschuss verwendete Säurekomponente-Entfernungsmittel zusätzlich zu Calciumchlorid wasserunlösliche Calciumsalze erzeugen, die einen festen Abfall erzeugen. Andererseits ist bezüglich des erfindungsgemäßen Säurekomponente-Entfernungsmittels das Produkt in dem Verfahren zum Behandeln der Säurekomponenten z.B. im Fall von Chlorwasserstoff vorwiegend Natriumchlorid und Natriumcarbonat. Demgemäß können sie, wenn sie von Asche von z.B. anderen Schwermetallen abgetrennt worden sind, in Wasser gelöst und behandelt werden, wodurch die Menge an festen Abfällen vermindert werden kann. Obwohl diesbezüglich ein Säurekomponente-Entfernungsmittel des Kaliumtyps ebenfalls vorteilhaft ist, weist das Säurekomponente-Entfernungsmittel des Kaliumtyps eine starke Feuchtigkeitsabsorption auf. Ferner ist es auch im Hinblick auf den Kaufpreis vorteilhafter, Natriumhydrogencarbonat zu verwenden.
In der beigefügten Zeichnung ist die 1 ein Flussdiagramm, das ein herkömmliches Verfahren zum Behandeln eines Abgases veranschaulicht, das durch Verbrennen in einem Kessel erhalten worden ist.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Säurekomponente-Entfernungsmittel kann z.B. durch Mahlen von Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von mindestens 50 μm, so dass es einen mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 9 μm aufweist, hergestellt werden. Das Mahlverfahren kann entweder ein Trockenmahlen oder ein Nassmahlen sein.
In dem Fall des Trockenmahlens ist es bevorzugt, z.B. eine Mahlvorrichtung des Aufpralltyps (eine Mahlvorrichtung, bei der sich z.B. ein Flügel mit einer hohen Geschwindigkeit dreht), eine Strahlmühle (eine Mahlvorrichtung, bei der ein aufprallender Luftstrom verwendet wird) oder eine Kugelmühle zu verwenden. Es ist mehr bevorzugt, das Natriumhydrogencarbonat mittels einer Mahlvorrichtung des Aufpralltyps, die mit einem Luftklassierer ausgestattet ist, zu mahlen, um Teilchen zu klassieren, die aus der Mahlvorrichtung ausgetragen werden, und große Teilchen zu der Mahlvorrichtung zurückzuführen, da das Natriumhydrogencarbonat mit einer gewünschten Teilchengröße mit einer hohen Ausbeute erhalten werden kann. Ferner ist es auch bevorzugt, eine Strahlmühle zu verwenden, da diese zum Mahlen zum Erhalten feiner Teilchen geeignet ist und das Natriumhydrogencarbonat mit einer gewünschten Teilchengröße mit einer hohen Ausbeute erhalten werden kann, ohne große Teilchen durch Sieben zu entfernen.
In dem Fall des Nassmahlens ist es bevorzugt, z.B. eine Rührerkugelmühle oder eine Kugelmühle zu verwenden. Es ist besonders bevorzugt, Natriumhydrogencarbonat in einer Flüssigkeit zu verteilen, die im Wesentlichen kein Natriumhydrogencarbonat auflöst und die nicht denaturiert wird, um eine Aufschlämmung zu erhalten, die Aufschlämmung einem Nassmahlen durch eine Rührerkugelmühle oder eine Kugelmühle zu unterziehen und das resultierende Natriumhydrogencarbonat zu trennen, gefolgt von einem Trocknen, da ein Natriumhydrogencarbonat mit einer geringen mittleren Teilchengröße erhalten werden kann. Als Flüssigkeit, die im Wesentlichen kein Natriumhydrogencarbonat auflöst, ist eine Flüssigkeit bevorzugt, die durch die Alkalinität des Natriumhydrogencarbonats nicht denaturiert wird und die eine niedrige Viskosität aufweist.
Eine solche Flüssigkeit kann z.B. Methanol, Ethanol, Aceton oder C₄F₉OCH₃ sein. Die Flüssigkeit, die im Wesentlichen kein Natriumhydrogencarbonat auflöst, ist vorzugsweise eine Flüssigkeit mit einer Löslichkeit des Natriumhydrogencarbonats von höchstens 3 Masse-%, mehr bevorzugt eine Flüssigkeit mit einer Löslichkeit von höchstens 1 Masse-%.
Das erfindungsgemäße Säurekomponente-Entfernungsmittel kann zusätzlich zu dem Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1 bis 9 μm eine andere Säurekomponente-Entfernungskomponente enthalten, wie z.B. Kaliumhydrogencarbonat, gelöschten Kalk, Calciumcarbonat oder Zeolith, ein Adsorptionsmittel, wie z.B. Aktivkohle, oder ein Anti-Zusammenbackmittel, wie z.B. Siliziumdioxid oder Diatomeenerde. Das Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1 bis 9 μm ist in einer Menge von vorzugsweise mindestens 70 Masse-% in dem Säurekomponente-Entfernungsmittel enthalten.
Das erfindungsgemäße Säurekomponente-Entfernungsmittel wird koagulieren, wenn es für einen langen Zeitraum gelagert wird, da verglichen mit einem herkömmlichen Säurekomponente-Entfernungsmittel Natriumhydrogencarbonat mit einer geringen Teilchengröße dafür verwendet wird. Obwohl das erfindungsgemäße Säurekomponente-Entfernungsmittel direkt von einem Lagertank einem zu behandelnden Gas zugeführt werden kann, bestehen Befürchtungen dahingehend, dass dann, wenn das Natriumhydrogencarbonat koaguliert, eine Tendenz dahingehend besteht, dass die Fluidität als Pulver abnimmt und dass sich der Austrag aus dem Lagertank verschlechtert, oder dass die Verteilung in einem Abgas bzw. einem Rauchabzugskanal schlechter wird, wodurch die Reaktivität mit den Säurekomponenten abnehmen wird. Demgemäß ist es bevorzugt, dem Säurekomponente-Entfernungsmittel ein Anti-Zusammenbackmittel zuzusetzen. Durch den Zusatz des Anti-Zusammenbackmittels wird die Fluidität aufrechterhalten und die Lagerung des Säurekomponente-Entfernungsmittels in dem Lagertank wird ermöglicht.
Als das Anti-Zusammenbackmittel ist ein Siliziumdioxidpulver, wie z.B. hochdisperses Siliziumdioxid bzw. Kieselpuder oder Weißruß, ein basisches Magnesiumcarbonat, Calciumcarbonat oder Diatomeenerde bevorzugt. Besonders bevorzugt ist ein feines Siliziumdioxid, das als hochdisperses Siliziumdioxid bezeichnet wird, da Effekte mit einer geringen Menge erhalten werden können. Der Gehalt des Anti-Zusammenbackmittels beträgt vorzugsweise 0,1 bis 5 Masse-%, besonders bevorzugt 0,3 bis 2 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Säurekomponente-Entfernungsmittels, einschließlich des Anti-Zusammenbackmittels, obwohl die optimale Menge von dem Grad des Mahlens oder den Lagerbedingungen des Natriumhydrogencarbonats abhängt.
Als hochdisperses Siliziumdioxid stehen eines, auf das eine Hydrophobiebehandlung angewandt worden ist, und ein hydrophiles hochdisperses Siliziumdioxid, auf das eine Hydrophiliebehandlung angewandt worden ist, zur Verfügung. Wenn ein hydrophobes Siliziumdioxid, auf das eine Hydrophobiebehandlung angewandt worden ist, verwendet wird, wird ein kleiner Teil des Säurekomponente-Entfernungsmittels auf Wasser schwimmen, wenn es nach der Behandlung der Säurekomponenten in Wasser gelöst wird, obwohl sich die Fluidität des Säurekomponente-Entfernungsmittels in dem Gas verbessern wird. Demgemäß ist es bevorzugt, ein hydrophiles, hochdisperses Siliziumdioxid z.B. für die Behandlung eines Abgases in einem Kessel zu verwenden, der mit einer Nassabgasbehandlungsvorrichtung ausgestattet ist.
Um ferner eine Koagulation des erfindungsgemäßen Säurekomponente-Entfernungsmittels zu verhindern, kann zusätzlich zu den vorstehend genannten Verfahren ein Verfahren genannt werden, bei dem 10 bis 30 Masse-% Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von mindestens 50 μm zugesetzt werden. Das durch dieses Verfahren erhältliche Säurekomponente-Entfernungsmittel enthält vorzugsweise Natriumhydrogencarbonat mit zwei Peaks in Bereichen von 1 bis 9 μm und von 50 bis 200 μm in einer Volumenbasierten mittleren Teilchendurchmesserverteilung, die unter Verwendung eines Laser-Diffraktions- und Streu-Teilchengrößenanalysegeräts gemessen wird, und Natriumhydrogencarbonat mit Teilchengrößen von mehr als 44 μm in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge. Anstelle des Messens der Menge, die 44 μm übersteigt, mit einem Laser-Diffraktions- und Streu-Teilchengrößenanalysegerät, kann die Menge von großen Teilchen als Masseprozentsatz auf der Basis einer Siebmethode gemessen werden. Da der Kristall von Natriumhydrogencarbonat nicht porös oder hohl ist, kann der Masseprozentsatz den gleichen Wert wie der Volumenprozentsatz aufweisen. Konkret wird eine Menge, die 45 μm übersteigt, mit einer Siebmethode gemessen, bei der ein Sieb mit einer Maschengröße von 45 μm eingesetzt wird. Wenn diese Siebmethode eingesetzt wird, beträgt der Gehalt des erfindungsgemäßen Säurekomponente-Entfernungsmittels an Natriumhydrogencarbonat, dessen Teilchengröße 45 μm übersteigt, vorzugsweise 10 bis 30 Masse-%, bezogen auf das Säurekomponente-Entfernungsmittel, und es ist bevorzugt, dass die Größenverteilungshäufigkeitskurve dieses Säurekomponente-Entfernungsmittels, die mit einem Laser-Diffraktions- und Streu-Teilchengrößenanalysegerät gemessen wird, zwei Peaks aufweist, wobei der eine Peak im Bereich von 1 bis 9 μm liegt und der andere Peak im Bereich von 50 bis 200 μm liegt.
Der Gehalt des Natriumhydrogencarbonats mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 200 μm beträgt vorzugsweise 10 bis 30 Masse-%, bezogen auf das Säurekomponente- Entfernungsmittel. Wenn der Gehalt des Natriumhydrogencarbonats mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 200 μm weniger als 10 Masse-% beträgt, ist kein wesentlicher Effekt zur Verbesserung der Fluidität erhältlich. Wenn der Gehalt des Natriumhydrogencarbonats mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 200 μm 30 Masse-% übersteigt, kann sich die Effizienz zur Entfernung der Säurekomponenten verschlechtern.
In dem Fall, bei dem Natriumhydrogencarbonat mit einem so großen mittleren Teilchendurchmesser zugesetzt wird, wird sich das Säurekomponente-Entfernungsmittel selbst (das Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1 bis 9 μm und das Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 200 μm) oder ein Reaktionsprodukt davon mit Säuregasen in Wasser lösen. Demgemäß kann der Gehalt an wasserunlöslichen Stoffen nach der Behandlung der Säurekomponenten vermindert werden und die Erzeugung von Staub aufgrund des Anti-Zusammenbackmittels in der Form feiner Pulver kann verglichen mit einem Fall unterdrückt werden, bei dem ein Anti-Zusammenbackmittel mit einer niedrigen Löslichkeit in Wasser, wie z.B. ein Siliziumdioxidpulver, ein basisches Magnesiumcarbonat, Calciumcarbonat oder Diatomeenerde, verwendet wird. Ferner kann das Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von mindestens 50 μm zusammen mit dem Anti-Zusammenbackmittel, wie z.B. hochdispersem Siliziumdioxid, verwendet werden. In einem solchen Fall beträgt der Gehalt des Anti-Zusammenbackmittels vorzugsweise 0,1 bis 5 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Säurekomponente-Entfernungsmittels, einschließlich des Anti-Zusammenbackmittels und des Natriumhydrogencarbonats mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 200 μm. In einem solchen Fall kann die Zugabemenge des Anti-Zusammenbackmittels verglichen mit einem Fall, bei dem kein Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 200 μm zugesetzt wird, vermindert werden.
Das Gas, das die Säurekomponenten enthält, die mit dem erfindungsgemäßen Säurekomponente-Entfernungsmittel behandelt werden können, kann z.B. ein Abgas, das Chlorwasserstoff oder Fluorwasserstoff z.B. von einer Verbrennungsanlage für Industrieabfall, Hausmüll oder medizinischem Abfall, wie z.B. Polyvinylchlorid, enthält, ein Abgas, das Schwefeloxide, insbesondere Schwefeltrioxid enthält, z.B. von einem Kessel in einem Kraftwerk, das einen Brennstoff nutzt, der einen Schwefelgehalt aufweist, wie z.B. einen fossilen Brennstoff, ein Verbrennungsgas, das Stickstoffoxide enthält, oder ein Gas sein, das Säurekomponenten aufweist, die damit als Verunreinigungen in dem Herstellungsverfahren für ein Produkt gemischt sind.
Als Verfahren zum Entfernen der Säurekomponenten in dem Gas unter Verwendung des erfindungsgemäßen Säurekomponente-Entfernungsmittels ist ein Verfahren bevorzugt, bei dem das erfindungsgemäße Säurekomponente-Entfernungsmittel in dem Gas, das die Säurekomponenten enthält, verteilt wird, worauf durch einen Beutelfilter gesammelt wird. In diesem Verfahren wird eine Filterschicht aus dem Säurekomponente-Entfernungsmittel auf der Oberfläche des Beutelfilters gebildet, wodurch die Säurekomponenten effektiv entfernt werden können. Obwohl die Temperatur des Gases, das die Säurekomponenten enthält, vorzugsweise höher ist als der Säure-Taupunkt, ist die Temperatur im Hinblick auf die Unterdrückung der Dioxinbildung vorzugsweise niedrig. Insbesondere beträgt sie bevorzugt 100 bis 200°C.
Nachstehend wird ein weiteres spezifisches Verfahren zur Entfernung der Säurekomponenten in einem Gas unter Verwendung des erfindungsgemäßen Säurekomponente-Entfernungsmittels bezüglich eines Verfahrens zum Behandeln von Schwefeloxiden, insbesondere der SO₃-Komponente, in einem Abgas, das durch die Verbrennung eines Brennstoffs, der einen Schwefelgehalt aufweist, in einem Kessel erzeugt wird, unter Bezugnahme auf die 1 erläutert. Die 1 ist ein Flussdiagramm, das ein herkömmliches Verfahren zum Behandeln eines Abgases, das durch die Verbrennung in einem Kessel erhalten worden ist, veranschaulicht.
Ein Abgas mit hoher Temperatur, das durch Verbrennen in einem Kessel 1 erzeugt worden ist, wird durch einen ersten Rauchabzugskanal 6 zu einer Luftvorheizeinrichtung 2 transportiert und einem Wärmetausch mit Luft zur Verbrennung, die zu dem Kessel 1 transportiert wird, unterzogen. Dann wird das Abgas durch einen zweiten Rauchabzugskanal 7 zu einer elektrischen Staubsammeleinrichtung 3 transportiert und Staub, der in dem Abgas enthalten ist, wird durch statische Elektrizität entfernt. Die elektrische Staubsammeleinrichtung 3 wird abhängig von den in dem Abgas enthaltenen Komponenten gegebenenfalls nicht verwendet. Das Abgas, das durch die elektrische Staubsammeleinrichtung geleitet worden ist, wird durch einen dritten Rauchabzugskanal 8 zu einer Entschwefelungseinrichtung 4 geleitet und z.B. SO₂ wird z.B. durch eine Magnesiumhydroxidaufschlämmung entfernt. Dann wird das Abgas durch einen vierten Rauchabzugskanal 9 zu einem Schornstein 5 transportiert und aus dem Schornstein 5 ausgetragen.
Wenn das Abgas in der vorstehend beschriebenen Weise ausgetragen wird, kann das Phänomen auftreten, dass eine lange Wolke von weißem Rauch oder violettem Rauch von dem Schornstein 5 aufsteigt. Es wird davon ausgegangen, dass dies vorwiegend durch einen Schwefelsäurenebel verursacht wird, der durch die Reaktion von SO₃, das in dem Abgas enthalten ist, mit Wasserdampf, der in der Luft oder dem Abgas in den Rauchabzugskanälen oder der Entschwefelungseinrichtung 4 enthalten ist, gebildet wird. Demgemäß kann die Erzeugung von weißem Rauch oder violettem Rauch durch Zugeben des erfindungsgemäßen Säurekomponente-Entfernungsmittels zu dem Abgas zum Entfernen von SO₃ und des Schwefelsäurenebels verhindert werden.
In dem vorstehend genannten Verfahren wird das Natriumhydrogencarbonatpulver mindestens einem der vier Rauchabzugskanäle zugesetzt und der Rauchabzugskanal, dem das Pulver zugesetzt wird, wird abhängig vom Zweck optional ausgewählt. Zur Entfernung der SO₃-Komponente ist es bevorzugt, das Säurekomponente-Entfernungsmittel einem Rauchabzugskanal vor der Entschwefelungseinrichtung zuzusetzen, und es ist besonders bevorzugt, das Mittel dem dritten Rauchabzugskanal 8 zuzusetzen. Das Gas in dem Rauchabzugskanal wird vorzugsweise bei mindestens 60°C gehalten.
Ferner kann durch Zusetzen des Säurekomponente-Entfernungsmittels zu dem zweiten Rauchabzugskanal 7 zwischen der Luftvorheizeinrichtung 2 und der elektrischen Staubsammeleinrichtung 3 das Ausfallen eines Säurestaubs unterdrückt werden, ein Aufladungsversagen der elektrischen Staubsammeleinrichtung 3 kann unterdrückt werden und Ammoniak kann vermindert werden. In dem Fall der Unterdrückung des Ausfallens eines Säurestaubs ist es bevorzugt, das Säurekomponente-Entfernungsmittel in einer Menge von 1 bis 10 Masse-%, bezogen auf die Staubmenge, zuzusetzen.
In dem Fall der Entfernung der SO₃-Komponente aus dem vorstehend genannten Abgas wird das Natriumhydrogencarbonatpulver in einer Menge von vorzugsweise 0,5 bis 5 Äquivalenten, vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 4 Äquivalenten bezogen auf die SO₃-Komponente, die in dem Gas enthalten ist, zugesetzt. Wenn die Menge weniger als 0,5 Äquivalente beträgt, kann die SO₃-Komponente nicht angemessen entfernt werden. Das Natriumhydrogencarbonat in der vorliegenden Erfindung weist verglichen z.B. mit Magnesiumhydroxid eine hohe Reaktionseffizienz auf und demgemäß kann eine Menge des Natriumhydrogencarbonats von etwa 5 Äquivalenten die SO₃-Komponente nahezu vollständig entfernen.
Ferner ist es für ein solches Verfahren effektiv, das Anti-Zusammenbackmittel zuzusetzen, um das Austragen des Natriumhydrogencarbonats aus dem Lagertank glatt durchzuführen, das Säurekomponente-Entfernungsmittel dem Rauchabzugskanal quantitativ zuzuführen und das Natriumhydrogencarbonat in dem Rauchabzugskanal glatt zu verteilen. Insbesondere kann die Gegenwart des Anti-Zusammenbackmittels die Koagulation des Natriumhydrogen carbonats unterdrücken, wodurch das Natriumhydrogencarbonat gut in dem Gas verteilt werden kann. Als Ergebnis kann eine hohe Reaktionseffizienz aufrechterhalten werden.
In einem solchen Fall besteht das Anti-Zusammenbackmittel vorzugsweise aus feinen Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,005 bis 0,1 μm. Wenn die feinen Teilchen, die einen solchen durchschnittlichen Teilchengrößenbereich aufweisen, als das Anti-Zusammenbackmittel zugesetzt werden, haften die feinen Teilchen an der Oberfläche der Natriumhydrogencarbonatteilchen, wodurch eine Koagulation der Natriumhydrogencarbonatteilchen mit anderen Teilchen verhindert werden kann.
Ferner ist, wie es vorstehend erwähnt worden ist, Siliziumdioxid als Anti-Zusammenbackmittel, das in dem Säurekomponente-Entfernungsmittel enthalten ist, bevorzugt, und in manchen Fällen ist hydrophiles Siliziumdioxid mit einer guten Verteilbarkeit in Wasser besonders bevorzugt. Obwohl hydrophobes Siliziumdioxid stärkere Effekte bezüglich der Verbesserung der Fluidität des Natriumhydrogencarbonats aufweist als hydrophiles Siliziumdioxid, kann in einem Absorptionsturm einer Schornstein-Gasentschwefelungseinrichtung in einem Kessel z.B. hydrophobes Siliziumdioxid auf der Oberfläche des vorliegenden Wassers koagulieren, so dass eine Schicht darauf gebildet wird, und die Schicht kann ein Schäumen verursachen. Da Siliziumdioxid hydrophil ist, wenn keine Hydrophobiebehandlung darauf angewandt worden ist, kann in diesem Fall insbesondere hochdisperses Siliziumdioxid, auf das keine Hydrophobiebehandlung angewandt worden ist, zweckmäßig als Anti-Zusammenbackmittel verwendet werden.
Andererseits wird in dem Fall des trockenen Behandelns des Gases das vorstehend genannte Problem selbst dann nicht vorliegen, wenn hydrophobes Siliziumdioxid als Anti-Zusammenbackmittel enthalten ist. Da ferner der Gehalt an hydrophobem Siliziumdioxid, das nach der Abgasbehandlung auf Wasser schwimmt, gering ist, wenn das Säurekomponente-Entfernungsmittel, das hydrophobes Siliziumdioxid enthält, z.B. für die Abgasbehandlung in einer Abfallverbrennungsanlage verwendet wird, kann der resultierende Staub durch Lösen in Wasser behandelt werden. In einem solchen Fall können die schwimmenden Komponenten z.B. mittels Filtration entfernt werden.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele detaillierter beschrieben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls auf solche spezifischen Beispiele beschränkt ist.
Beispiel 1
Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 92 μm (von Asahi Glass Company, Ltd. hergestellt, das Gleiche gilt nachstehend) wurde mittels einer Aufprall-Mahlvorrichtung, die mit einem Luftklassierer ausgestattet war (ACM Pulverisiervorrichtung, Modell ACM10A, von HOSOKAWA MICRON CORP. hergestellt), gemahlen, während das aus der Mahlvorrichtung ausgetragene Natriumhydrogencarbonat klassiert wurde und große Teilchen wieder zu der Mahlvorrichtung zurückgeführt wurden, um Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 9 μm zu erhalten. Durch diese Mahlvorrichtung wurden in einer Stunde 150 kg des Natriumhydrogencarbonats so gemahlen, dass es die vorstehend genannte mittlere Teilchendurchmessergröße aufwies und es wurden keine großen Teilchen durch Sieben entfernt.
Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)
500 kg Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 92 μm wurden 1 Stunde einem Feinmahlen mit einer Hochgeschwindigkeits-Rotationsstiftmühle (Jiyu-Mühle, Modell M-5, von Nara Machinery Co., Ltd. hergestellt) zum Mahlen durch Stoß und Rückstoß zwischen einem Stift, der an einer Scheibe befestigt war, die sich mit hoher Drehzahl drehte, und einem Stift, der an einer feststehenden Scheibe befestigt war, unterzogen, und große Teilchen wurden durch ein Sieb mit einer Sieböffnung von 180 μm entfernt, um Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 38 μm zu erhalten. Die Ausbeute betrug 83 %. Obwohl die großen Teilchen der Mahlvorrichtung wieder zugeführt werden können, um das Mahlen erneut durchzuführen, wird das Verfahren verglichen mit der Mahlvorrichtung im Beispiel 1 kompliziert sein. Ferner beträgt die Untergrenze der Teilchengröße für ein industrielles Klassieren einer großen Menge der Teilchen unter Verwendung eines Siebs im Wesentlichen etwa 45 μm, und Natriumhydrogencarbonat mit einer Teilchengröße von höchstens 9 μm ist kaum erhältlich.
Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)
1000 kg Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 92 μm wurden 1 Stunde einem Feinmahlen mit einer Hochgeschwindigkeits-Rotationshammermühle (Zerkleinerer Modell C-20, von Fuji Paudal Co., Ltd. hergestellt) zum Mahlen durch einen Hammer, der mit hoher Drehzahl rotierte, unterzogen, und große Teilchen wurden durch ein Sieb mit einer Sieböffnung von 100 μm entfernt, um Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 28 μm zu erhalten. Die Ausbeute betrug 8 %.
Beispiel 4
6 kg Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 92 μm wurden 1 Stunde einem Feinmahlen mit einer Strahlmühle (Einzelbahn-Strahlmühle, Modell STJ-200, von Seishin Kogyo hergestellt) unterzogen, um Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 4 μm zu erhalten. Es war keine Entfernung großer Teilchen durch Sieben erforderlich und nahezu die gesamte Menge konnte als Produkt erhalten werden.
Beispiel 5
Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 92 μm wurde unter Verwendung einer Aluminiumoxid-Kugelmühle einem Nassmahlen unterzogen. Die Kugelmühle war eine Laborkugelmühle mit einem Innenvolumen von 866 cm³ und 430 cm³ oder eine Masse von 782 g Aluminiumoxidkugeln mit Durchmessern von 10 bis 15 mm wurde(n) darin eingebracht. 60 g des vorstehend genannten Natriumhydrogencarbonats und 200 g Ethanol wurden darin eingebracht und das Mahlen wurde 24 Stunden bei 100 U/min durchgeführt, um eine Aufschlämmung eines feinen Pulvers von Natriumhydrogencarbonat zu erhalten. Die erhaltene Aufschlämmung von Natriumhydrogencarbonat wurde dünn in eine Wanne aus rostfreiem Stahl eingebracht, worauf mit einem explosionsgeschützten Trockner 5 Stunden bei 40°C ein Belüftungstrocknen durchgeführt wurde, um Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 8 μm zu erhalten.
Beispiel 6
180 g Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Durchmesser von 92 μm wurden in 600 g C₄F₉OCH₃ verteilt bzw. dispergiert, worauf ein Nassmahlen unter Verwendung einer Rührerkugelmühle durchgeführt wurde, um eine Aufschlämmung eines feinen Pulvers von Natriumhydrogencarbonat zu erhalten. Die Rührerkugelmühle wies ein Innenvolumen von 1400 cm³ auf, war aus Zirkoniumoxid hergestellt und wies ein scheinbares Volumen von Zirkoniumoxidkugeln mit einem mittleren Durchmesser von 0,65 mm von 1120 cm³ auf, die darin eingebracht waren. Die Pulverisierung wurde 20 min bei 2500 U/min durchgeführt. Die Aufschlämmung von Natriumhydrogencarbonat wurde dünn in eine Wanne aus rostfreiem Stahl eingebracht, worauf mit einem explosionsgeschützten Trockner 5 Stunden bei 40°C ein Be lüftungstrocknen durchgeführt wurde, um Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1,5 μm zu erhalten.
Beispiel 7 (Vergleichsbeispiel)
Eine Aufschlämmung von Natriumhydrogencarbonat wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 6 erhalten, jedoch wurden Zirkoniumoxidkugeln mit einem mittleren Durchmesser von 0,3 mm verwendet und das Mahlen wurde 30 min durchgeführt. Das Trocknen wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 6 durchgeführt, um Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 μm zu erhalten.
Messung der Porengrößenverteilung
Die Porenverteilung in dem Pulverbett des Natriumhydrogencarbonats mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 9 μm, das im Beispiel 1 erhalten worden ist, wurde unter Verwendung einer Porengrößenmessvorrichtung des Quecksilberpenetrationstyps (Micromeritic Poresizer 9310, von Shimadzu Corp. hergestellt) gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt und als Volumen von Poren mit Porendurchmessern von weniger als 0,01 μm, von 0,01 bis 0,1 μm, von 0,1 bis 1 μm, von 1 bis 10 μm und über 10 μm dargestellt. Ferner wurde bezüglich dieses Natriumhydrogencarbonats die Porengrößenverteilung auch mit einem Stickstoffadsorptionsverfahren gemessen. Die Messung mit dem Stickstoffadsorptionsverfahren wurde unter Verwendung einer Porengrößenverteilungsmessvorrichtung des Stickstoffgasadsorptionsmengenmesstyps (Bellsoap 28, von Nippon Bell hergestellt) gemessen. Die Ergebnisse sind in der gleichen Weise in der Tabelle 1 gezeigt.

In der Tabelle 1 ist das Volumen von Poren gemäß der Quecksilbermethode ein Volumen von Poren, das mit der Quecksilberpenetrationsmethode gemessen worden ist, und das Volumen von Poren gemäß der Stickstoffmethode ist ein Volumen von Poren, das mit der Stickstoffadsorptionsmethode gemessen worden ist. Bezüglich des Volumens von Poren gemäß der Stickstoffmethode können Abschnitte mit Porendurchmessern von mindestens 1 μm nicht gemessen werden und werden in der Tabelle 1 als „–" angegeben. Das Gleiche gilt für die folgende Tabelle 2. Tabelle 1

Porendurchmesser (μm)	Volumen von Poren gemäß Quecksilbermethode (cm³/g)	Volumen von Poren gemäß Stickstoffmethode (cm³/g)
weniger als 0,01	0,014	0,004
0,01 bis 0,1	0,010	0,007
0,1 bis 1	0,007	0
1 bis 10	0,712	–
über 10	0,044	–

Aus der Tabelle 1 ist ersichtlich, dass der größte Teil der Poren in diesem Natriumhydrogencarbonat Porendurchmesser, die mit der Quecksilberpenetrationsmethode gemessen worden sind, von 1 bis 10 μm aufwies.
Sowohl aufgrund des Volumens von Poren gemäß der Quecksilbermethode als auch aufgrund des Volumens von Poren gemäß der Stickstoffmethode wurde bestätigt, dass im Wesentlichen keine Pore mit einem Porendurchmesser von weniger als 0,1 μm vorlag.

Dieses Natriumhydrogencarbonat wurde zum Kalzinieren 1 Stunde bei 200°C in einem Trockner mit konstanter Temperatur belassen, worauf Natriumcarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 9 μm erhalten wurde. Bezüglich des Natriumcarbonats wurde die Porengrößenverteilung in der gleichen Weise wie für das vorstehend genannte Natriumhydrogencarbonat gemessen und die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2

Porendurchmesser (μm)	Volumen von Poren gemäß Quecksilbermethode (cm³/g)	Volumen von Poren gemäß Stickstoffmethode (cm³/g)
weniger als 0,01	0,016	0,006
0,01 bis 0,1	0,014	0,026
0,1 bis 1	0,069	0,003
1 bis 10	0,789	–
über 10	0,002	–

Aus der Tabelle 2 ist ersichtlich, dass der größte Teil der Poren in dem Natriumcarbonat ebenfalls Porendurchmesser von 1 bis 10 μm aufwies. Es wurde bestätigt, dass, obwohl eine geringe Menge an Poren mit Porendurchmessern von 0,1 bis 1 μm in dem Natriumcarbonat vorlag, sowohl aufgrund des Volumens von Poren gemäß der Quecksilbermethode als auch aufgrund des Volumens von Poren gemäß der Stickstoffmethode im Wesentlichen keine Pore mit einem Porendurchmesser von weniger als 0,1 μm vorlag.
Ferner wurden bezüglich des Natriumhydrogencarbonats und des Natriumcarbonats die Teilchenformen mit einem Elektronenmikroskop untersucht, wobei gefunden wurde, dass die Oberfläche der Teilchen des Natriumhydrogencarbonats glatt war und die Oberfläche der Teilchen des Natriumcarbonats konkave Abschnitte mit Innendurchmessern auf einem Niveau von 1 μm bis mehrere μm aufwies.

Dann wurde bezüglich jedes der Natriumhydrogencarbonate, die in den Beispielen 2 bis 7 erhalten worden sind, die Porengrößenverteilung in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 gemessen. Das Volumen von Poren mit Porendurchmessern von 0,1 bis 1 μm, das mit der Quecksilberpenetrationsmethode gemessen worden ist, und das Volumen von Poren mit Porendurchmessern von 1 bis 10 μm, das mit der Quecksilberpenetrationsmethode gemessen worden ist, sind als Porenvolumen A bzw. Porenvolumen B dargestellt und das Porenvolumen A und das Porenvolumen B allein sind in der Tabelle 3 gezeigt. In der Tabelle 3 sind Beispiele, einschließlich des Beispiels 1, in der Reihenfolge des mittleren Teilchendurchmessers des Natriumhydrogencarbonats so angeordnet, dass der kleinste zuerst angegeben ist. Sowohl aufgrund des Volumens von Poren gemäß der Quecksilbermethode als auch aufgrund des Volumens von Poren gemäß der Stickstoffmethode wurde bestätigt, dass in den Natriumhydrogencarbonaten, die in den Beispielen 2 bis 7 erhalten worden sind, im Wesentlichen keine Pore mit einem Porendurchmesser von weniger als 0,1 μm vorlag. Tabelle 3

Beispiele	Mittlerer Teilchendurchmesser (μm)	Porenvolumen A (cm³/g)	Porenvolumen B (cm³/g)
7	0,5	0,365	0,123
6	1,5	0,296	1,625
4	4	0,011	1,216
5	8	0,007	0,801
1	9	0,007	0,712
3	28	0,002	0,094
2	38	0,006	0,024

Dann wurde jedes der Natriumhydrogencarbonate, die in den Beispielen 2 bis 7 erhalten worden sind, in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 bei 200°C in einem Trockner bei konstanter Temperatur belassen und bezüglich des erhaltenen Natriumcarbonats wurde die Porenverteilung in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 gemessen. Von den erhaltenen Ergebnissen sind das Porenvolumen A und das Porenvolumen B allein in der Tabelle 4 gezeigt. In der Tabelle 4 sind Beispiele, einschließlich des Beispiels 1, in der Reihenfolge des mittleren Teilchendurchmessers des Natriumcarbonats, das aus dem Natriumhydrogencarbonat erhalten worden ist, so angeordnet, dass der kleinste zuerst angegeben ist. Sowohl aufgrund des Volumens von Poren gemäß der Quecksilbermethode als auch aufgrund des Volumens von Poren gemäß der Stickstoffmethode wurde bestätigt, dass in den Natriumcarbonaten im Wesentlichen keine Pore mit einem Porendurchmesser von weniger als 0,1 μm vorlag. Tabelle 4

Beispiele	Mittlerer Teilchendurchmesser (μm)	Porenvolumen A (cm³/g)	Porenvolumen B (cm³/g)
7	0,6	0,604	0,196
6	1,3	0,402	1,807
4	5	0,105	1,516
5	8	0,116	0,986
1	9	0,069	0,789
3	26	0,262	0,237
2	35	0,204	0,147

Test bezüglich der Entfernung von Säurekomponenten
Bezüglich jedes der Natriumhydrogencarbonate nach dem Mahlen, die in den Beispielen 1 bis 7 erhalten worden sind, wurden die Leistungen bezüglich der Absorption von Säurekomponenten wie folgt bewertet. 30 g des Natriumhydrogencarbonats wurden in ein Fluorharzrohr (Innendurchmesser: 50 mm, Länge: 100 mm) eingebracht, das in der Längsrichtung gehalten wurde, und beide Enden wurde mit einem Glasfasergewebe verschlossen. Auf 200°C erhitzte Luft wurde durch das Rohr von dem unteren Abschnitt in die Richtung des oberen Abschnitts und durch das Glasfasergewebe geleitet und bevor die Luft durch das Glasfasergewebe hindurchtrat, wurde gasförmiger Chlorwasserstoff so in die Luft injiziert, dass er eine Konzentration von 600 ppm, bezogen auf das Volumen, aufwies.
Die Gesamtmenge des injizierten Chlorwasserstoffs war zweimal so groß wie das theoretisch reagierende Gewicht des Chlorwasserstoffs mit dem Natriumcarbonat, wenn das gesamte Natriumhydrogencarbonat als Probe in das Natriumcarbonat umgewandelt wurde. Die Strömungsgeschwindigkeit der Luft zu dem Abschnitt des eingebrachten Natriumhydrogencarbonatbetts betrug 1 m/s. Das Natriumcarbonat wurde aus dem Rohr entnommen und die Menge an nicht umgesetztem Natriumcarbonat wurde durch eine Neutralisationstitration mit 1N Chlorwasserstoffsäure erhalten, um die Absorptionsgeschwindigkeit von Chlorwasserstoff zu erhalten. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 5 gezeigt. In der Tabelle 5 sind Beispiele in der Reihenfolge des mittleren Teilchendurchmessers des Natriumhydrogencarbonats so angeordnet, dass der kleinste zuerst angegeben ist. Tabelle 5

Beispiele Mittlerer Teilchendurchmesser (μm) Reaktionsgeschwindigkeit (%)

7 0,6 83

6 1,3 96

4 5 95

5 8 92

1 9 91

3 26 65

2 35 53
Eine hohe Entfernungsgeschwindigkeit von 91 % wurde mit dem Säurekomponente-Entfernungsmittel im Beispiel 1 erreicht, wohingegen die Entfernungsgeschwindigkeit in den Beispielen 2 und 3 niedrig war. Es wird davon ausgegangen, dass in den Beispielen 2 und 3 verglichen mit dem Beispiel 1 Poren mit Porendurchmessern von 0,1 bis 1,0 μm verblieben sind und sich Poren mit Porendurchmessern von 1 bis 10 μm nicht angemessen entwickelt haben, wodurch eine Diffusion des Chlorwasserstoffgases der geschwindigkeitsbestimmende Schritt war und die Absorptionsgeschwindigkeit des Chlorwasserstoffgases niedrig war. In der Praxis wurde bestätigt, dass Teilchen in den Beispielen 2 und 3 Löcher von 0,1 bis 1,0 μm auf den Oberflächen in einer schwammartigen Form aufwiesen, wie es mit einem Rasterelektronenmikroskop festgestellt wurde. Ferner wird davon ausgegangen, dass die niedrige Entfernungsgeschwindigkeit des Chlorwasserstoffgases im Beispiel 7 auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass das Säurekomponente-Entfernungsmittel in der Form feiner Teilchen vorlag, bei denen es wahrscheinlich ist, dass sie miteinander koagulieren, wodurch eine Uneinheitlichkeit in der eingebrachten Struktur, die beim Befüllen des Rohrs gebildet wurde, erhalten wurde, und demgemäß das Chlorwasserstoffgas in dem eingebrachten Natriumhydrogencarbonatbett den kürzeren Weg nahm.
Beispiel 8
Dem Natriumhydrogencarbonat, das im Beispiel 1 einem Feinmahlen unterzogen worden ist, wurde hydrophobes hochdisperses Siliziumdioxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 μm (Leoroseal MT-10, von Tokuyama Corp. hergestellt) als Anti-Zusammenbackmittel in einer Menge von 1,0 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Gemischs, zugesetzt, worauf gemischt wurde. Eine Bewertung wurde mit einer Pulverbett-Kohäsionsmessvorrichtung des Hängetyps (Cohetester, von HOSOKAWA MICRON CORP. hergestellt) unter Verwendung einer zweiteiligen Zelle durchgeführt.
Insbesondere wurde die Probe in eine zweiteilige Zelle eingebracht, die zwei Zylinder (Innendurchmesser: 50 mm, Höhe: 20 mm) umfasste, die an den Unterteilen miteinander verbunden waren, und darauf wurde ein Druck mit einer Vorverdichtungsbelastung von 8,8 × 10³ Pa ausgeübt, um die Pulverbette zu pressen. Ein Zylinder der Zelle wurde in einer Richtung senkrecht zu den Achsen des Zylinders bei einer Geschwindigkeit von 2 mm/min gestreckt, eine Scherbelastung wurde auf das Pulverbett am Unterteil ausgeübt und die Zugfestigkeit beim Reißen des Pulverbetts wurde gemessen. Das Natriumhydrogencarbonat, dem das Anti-Zusammenbackmittel zugesetzt worden ist, wies eine Zugfestigkeit von 0,9 × 10² Pa auf, wohingegen das Natriumhydrogencarbonat, dem kein Anti-Zusammenbackmittel zugesetzt worden ist, eine Zugfestigkeit von 4,3 × 10² Pa aufwies. Die Zugfestigkeiten beim Reißen, die in der gleichen Weise bei verschiedenen Zugabemengen des Anti-Zusammenbackmittels gemessen worden sind, sind in der Tabelle 6 in der Einheit Pa gezeigt.

Als Anti-Zusammenbackmittel wurden Weißruß mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 11,8 μm (Tokusil GU-N, von Tokuyama Corp. hergestellt) und ein basisches Magnesiumcarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 9,6 μm (von Asahi Glass Co., Ltd. hergestellt) verwendet und die Zugfestigkeiten beim Reißen des Pulverbetts wurden in der gleichen Weise gemessen und die Ergebnisse sind in der Tabelle 6 gezeigt. Es ist ersichtlich, dass die Zugabe des hochdispersen Siliziumdioxids am effektivsten war. Tabelle 6

Anti-Zusammenbackmittel	Zugabemenge (Masse-%)
Anti-Zusammenbackmittel	0,5	1,0	2,0
Hochdisperses Siliziumdioxid	2,5 × 10²	0,9 × 10²	0,7 × 10²
Weißruß	3,9 × 10²	3,4 × 10²	2,4 × 10²
basisches Magnesiumcarbonat	3,7 × 10²	2,8 × 10²	2,3 × 10²

Ferner wurden 500 kg von jedem der Natriumhydrogencarbonate in einen flexiblen Behälter eingebracht und die Zustände nach 60 Tagen wurden festgestellt, wobei bezüglich der Natriumhydrogencarbonate, denen 1 Masse-% hochdisperses Siliziumdioxid zugesetzt worden war, keine Koagulation festgestellt wurde. Andererseits wurden bezüglich der Natriumhydrogencarbonate, denen kein hochdisperses Siliziumdioxid zugesetzt worden war, faustgroße koagulierte Abschnitte festgestellt.
Beispiel 9
Das Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 8 μm und das Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 92 μm von Beispiel 5 wurden in dem in der Tabelle 7 gezeigten Verhältnis gemischt und die Zugfestigkeit beim Reißen des Pulverbetts wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 8 gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 7 gezeigt. Durch eine Messung mit einem Laser-Diffraktions- und Streu-Teilchengrößenanalysegerät wurde erhalten, dass beide Gemische zwei Peaks aufweisen, wobei der eine Peak im Bereich von 1 bis 9 μm liegt und der andere Peak im Bereich von 50 bis 200 μm liegt. Die Bestimmung einer Menge, die durch ein Sieb mit einer Maschengröße von 45 μm hindurch tritt, wird in der nachstehend beschriebenen Weise durchgeführt.
Unter Verwendung eines Ro-Tap-Schüttlers und von fünf Sieben mit Innendurchmessern von 200 mm und einer jeweiligen Maschengröße von 250 μm, 150 μm, 105 μm, 75 μm und 45 μm, wobei diese Siebe in der Reihenfolge der Maschengröße so übereinander gelegt wurden, dass sich die größte Maschengröße oben befindet, werden 100 g Natriumhydrogencarbonat auf das oberste Sieb mit der Maschengröße 250 μm aufgebracht und dann 15 min geschüttelt. Damit wird die Teilchengrößenverteilung auf Massebasis gemessen. Durch diese Teilchengrößenverteilung wird die Menge berechnet, die durch ein Sieb mit der Maschengröße 45 μm hindurch tritt. Tabelle 7

Gehalt (Massalte-%) Menge, die durch ein Sieb mit einer Maschengröße von 45 um hindurchtritt Zugfestigkeit (Pa)

8 μm 92 μm

85 15 17 1,1 × 10²

75 25 24 0,9 × 10²
Beispiel 10
Zur Bestätigung von Effekten bezüglich der Entfernung einer SO₃-Komponente in einem Gas durch Zugeben des Natriumhydrogencarbonats wurde ein Test unter Verwendung eines Abgases durchgeführt, das durch die Verbrennung eines Brennstoffs in einem Kessel gebildet worden ist. Insbesondere wurde ein Abgas in dem folgenden Verfahren behandelt und einem Rauchabzugskanal zwischen einer Luftvorheizeinrichtung und einer Entschwefelungseinrichtung wurde ein Gemisch, welches das Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 9 μm, das im Beispiel 1 erhalten worden ist, in einer Menge gemäß der Tabelle 8, und hydrophiles hochdisperses Siliziumdioxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 μm (Leoroseal QS-102, von Tokuyama Corp. hergestellt) in einer Menge von 1,0 Masse-%, bezogen auf das Natriumhydrogencarbonat, umfasst, unter Rühren durch die Luft zugesetzt. Dann wurde eine Wolke von weißem Rauch (einschließlich violettem Rauch) aufgrund eines Schwefelsäurenebels, der aus einem Schornstein ausgetragen wurde, visuell festgestellt und eine Bewertung wurde durchgeführt. In der Tabelle 8 ist ein Vergleichsbeispiel gezeigt, bei dem kein Natriumhydrogencarbonatpulver zugesetzt worden ist.
In der Tabelle 8 ist die Zugabemenge des Natriumhydrogencarbonats durch das Äquivalentverhältnis zu SO₃, das in dem Abgas enthalten ist, bevor es zu der Entschwefelungseinrichtung transportiert wird (bevor es mit Wasserdampf in Kontakt gebracht wird, so dass der Schwefelsäurenebel erzeugt wird), dargestellt. Die Temperatur des Gases in dem Rauchab zugskanal zwischen der Luftvorheizeinrichtung und der Entschwefelungseinrichtung betrug 158°C.
Verfahren: Ein Abgas mit einer hohen Temperatur, das durch die Verbrennung in dem Kessel erhalten worden ist, wurde durch den Rauchabzugskanal zu der Luftvorheizeinrichtung transportiert, um einen Wärmetausch mit der Verbrennungsluft durchzuführen, und das Abgas wurde durch den nächsten Rauchabzugskanal zu der Entschwefelungseinrichtung transportiert, um z.B. SO₂ mittels einer Magnesiumhydroxidaufschlämmung zu entfernen, und das Abgas wurde durch den nächsten Rauchabzugskanal zum Schornstein transportiert und aus dem Schornstein ausgetragen.
Der eingesetzte Kessel und die Zusammensetzung des Abgases waren wie folgt.
Kessel

Modell: Benson-Kessel mit Zwangsrücklauf, Verdampfungsmenge: 83 t/Stunde, Dampftemperatur: 520°C, Dampfdruck: 13,7 MPa.

Zusammensetzung des Abgases (Volumenverhältnis)

O₂: 4,5 %, SO₂: 1400 ppm, SO₃: 20 ppm.

Tabelle 8

Menge an Natriumhydrogencarbonat	Zustände von weißem Rauch mittels visueller Beobachtung
Nicht zugesetzt	Wolke von etwa 300 m
Menge von 1 Äquivalent	Wolke von weißem Rauch von etwa 150 m mit der halben Konzentration oder weniger bezogen auf den Fall, bei dem kein Natriumhydrogencarbonat zugesetzt worden ist.
Menge von 2 Äquivalenten	Wolke von etwa 10 m, die durch sorgfältige Beobachtung festgestellt wurde
Menge von 4 Äquivalenten	Keine Wolke

Beispiel 11 (Vergleichsbeispiel)

Der Test wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 10 durchgeführt, jedoch wurde anstelle des Natriumhydrogencarbonats mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 9 μm Natriumhydrogencarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 26 μm verwendet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 9 gezeigt. Tabelle 9

Menge an Natriumhydrogencarbonat	Zustände von weißem Rauch mittels visueller Beobachtung
Nicht zugesetzt	Wolke von etwa 300 m
Menge von 1 Äquivalent	Wolke von weißem Rauch von etwa 300 m mit einer Konzentration von 60 bis 70 % bezogen auf den Fall, bei dem kein Natriumhydrogencarbonat zugesetzt worden ist.
Menge von 4 Äquivalenten	Wolke von weißem Rauch von etwa 200 m mit der halben Konzentration oder weniger bezogen auf den Fall, bei dem kein Natriumhydrogencarbonat zugesetzt worden ist.

Das erfindungsgemäße Säurekomponente-Entfernungsmittel kann zum Entfernen von Säurekomponenten, insbesondere einer Chlorwasserstoffkomponente und einer SO₃-Komponente, in einem Abgas industriell effektiv verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung ist die Reaktivität des Säurekomponente-Entfernungsmittels mit Chlorwasserstoffgas oder der SO₃-Komponente hervorragend und demgemäß kann das Chlorwasserstoffgas oder die SO₃-Komponente durch eine Adsorption mit einer geringen Menge des Säurekomponente-Entfernungsmittels angemessen entfernt werden. Ferner ist Natriumchlorid als ein Reaktionsprodukt oder nicht umgesetztes Natriumcarbonat in Wasser löslich, wodurch der Staub nach der Entfernung der Säurekomponenten in dem Abgas von Natriumchlorid abgetrennt und entfernt werden kann, und zwar dadurch, dass der Staub in Wasser gelöst wird, so dass Schwermetalle selektiv als Hydroxide, Sulfide oder Carbonate abgeschieden werden, oder durch einen Ionenaustausch. Demgemäß kann die Abfallmenge signifikant vermindert werden.
Insbesondere kann das erfindungsgemäße Säurekomponente-Entfernungsmittel Säurekomponenten in einem Abgas, das z.B. aus einer Abfallverbrennungsanlage ausgetragen wird, insbesondere Chlorwasserstoff oder eine SO₃-Komponente, der bzw. die in einem Verbrennungsabgas von z.B. einem Kessel enthalten ist, effektiv entfernen, und einen verbrannten Rückstand oder violettes Rauchgas, der bzw. das erzeugt wird, vermindern, und es kann die Umweltbelastung signifikant vermindern.

Claims

Säurekomponente-Entfernungsmittel, umfassend Natriumhydrogencarbonatpulver mit einem Volumen-basierten mittleren Teilchendurchmesser von 1 bis 9 μm, wie durch Laser-Diffraktions- und Streumethode gemessen, wobei das Natriumhydrogencarbonatpulver eine Porengrößenverteilung, wie durch Quecksilberpenetrationsmethode gemessen, aufweist, wobei das Volumen der Poren mit Porendurchmessern in einem Bereich von 1 bis 10 μm mindestens 0,4 cm³/g beträgt.
Säurekomponente-Entfernungsmittel nach Anspruch 1, wobei das Natriumhydrogencarbonat derart ist, daß, wenn es bei 200°C für eine Stunde kalziniert wird, das resultierende Natriumcarbonatpulver eine Porengrößenverteilung, wie durch Quecksilberpenetrationsmethode gemessen, aufweist, wobei das Volumen der Poren mit Porendurchmessern in einem Bereich von 1 bis 10 μm mindestens 0,4 cm³/g beträgt.
Säurekomponente-Entfernungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, umfassend Natriumhydrogencarbonat mit zwei Peaks in Bereichen von 1 bis 9 μm und von 50 bis 200 μm in einer Volumen-basierten mittleren Teilchengrößenverteilung, wie durch Laser-Diffraktions- und Streumethode gemessen, und mit einer Masse von Teilchen mit Teilchengrößen von über 45 μm von 10 bis 30%, bezogen auf die Gesamtmasse, wie durch eine Siebmethode gemessen.
Säurekomponente-Entfernungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, welches ein Anti-Zusammenbackmittel enthält.
Säurekomponente-Entfernungsmittel nach Anspruch 4, wobei das Anti-Zusammenbackmittel Siliziumdioxid ist.
Säurekomponente-Entfernungsmittel nach Anspruch 4, wobei das Säurekomponente-Entfernungsmittel hydrophiles Siliziumdioxid als ein Anti-Zusammenbackmittel enthält.
Säurekomponente-Entfernungsmittel nach Anspruch 4, wobei das Säurekomponente-Entfernungsmittel hydrophobes Siliziumdioxid als ein Anti-Zusammenbackmittel enthält.
Säurekomponente-Entfernungsmittel nach Anspruch 7 zum Entfernen von Säurekomponenten in einem Abgas in einer Abfallverbrennungsanlage.
Säurekomponente-Entfernungsmittel nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, wobei die zu entfernenden Säurekomponenten Chlorwasserstoff und/oder eine SO₃-Komponente sind.
Verfahren zur Herstellung eines Säurekomponente-Entfernungsmittels, wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert, umfassend das Mahlen von Natriumhydrogencarbonat mittels einer Mahlvorrichtung vom Aufpralltyp, ausgestattet mit einem Luftklassierer, während die von der Mahlvorrichtung ausgetragenen Teilchen klassiert werden und große Teilchen zu der Mahlvorrichtung zurückgeführt werden.
Verfahren zur Herstellung eines Säurekomponente-Entfernungsmittels, wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert, umfassend das Mahlen von Natriumhydrogencarbonat durch eine Strahlmühle.
Verfahren zur Herstellung eines Säurekomponente-Entfernungsmittels, wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert, umfassend das Verteilen von Natriumhydrogencarbonat in einer Flüssigkeit, welche im wesentlichen kein Natriumhy drogencarbonat auflöst, um ein Aufschlämmung zu erhalten, das Unterziehen der Aufschlämmung eines Naßmahlens durch eine Rührerkugelmühle oder eine Kugelmühle und das Trennen des resultierenden Natriumhydrogencarbonats, gefolgt von einem Trocknen.
Verfahren zur Entfernung von Säurekomponenten in einem Gas, umfassend das Verteilen des Säurekomponente-Entfernungsmittels, wie in Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9 definiert, in einem zu behandelnden Gas, gefolgt von einem Sammeln durch einen Beutelfilter.
Verfahren zur Entfernung von Säurekomponenten in einem Gas, umfassend das Zugeben des Säurekomponente-Entfernungsmittels, wie in Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9 definiert, zu einem Gas von mindestens 60°C, welches eine SO₃-Komponente enthält, um die SO₃-Komponente in dem Gas zu entfernen.