DE8609511U1

DE8609511U1 - Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen

Info

Publication number: DE8609511U1
Application number: DE19868609511
Authority: DE
Original assignee: Ytong AG
Current assignee: Ytong AG
Priority date: 1986-04-08
Filing date: 1986-04-08
Publication date: 1988-02-25

Description

15

YTONG AG, Hornsbraße 3* 8000 München 40

Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen, insbesondere von Rauchgasen aus Öfen der keramischen Industrie.

Die Abgase aus Öfen der keramischen Industrie enthalten beträchtliche Mengen von aus den Rohstoffen und den Brennmitteln stammenden anorganischen Schadstoffen, die insbesondere gas- und staubförmig anfallen und möglichst nicht emittiert werden sollen. Es handelt sich im wesentlichen um Fluorverbindungen (HF) und Schwefelverbindungen (S0_,

SO₃).

In der Zeltschrift "ZIEGELINDUSTRIE INTERNATIONAL" 2/84, Seite 74 bis 94 und 5/84, Seite 244 bis 256 werden bekannte Verfahren und Vorrichtungen der Rauchgasreinigung in der Ziegeiindustrie beschrieben. U.a. wird ein Verfahren mehrfach beschrieben, das nach der Trockensörptionsmethode arbeitet und bei dem ein Schüttschichtfilter aus Kalksteinsplitt (CaCO^) verwendet wird. In der Schütt-

Asamstrasse 8, D-30C0 München 90

Telefon (089) 653665; Telefax (089) 653218 Patentanwalt Dr. ing. Dipl.-lng. A. SoIf (München)

Telex: 5214163 sozE d .". ." ."..".'."' . Psterrtamvalt DipL-&Igr;&pgr;&agr;. Chr. Zapf (Wuppertal)

schicht aus körnigem Kalkstein wird hauptsachlich HF sörbieft und Staub abgelagert. S0&ldquor; und SO, sowie die organischen Schadstoffe Und die Stickoxide werden nur in gefingen Mengen gebunden. Will man diese Schadstoffe auch mit etwa dem gleichen Abscheidegrad aus den Abgasen entfernen, müssen aufwendigere Naß- oder Filterverfähfen eingesetzt werden.

Aus der DE-OS 34 24 684 ist ein Verfahren zum Reinigen von industriellen Abgasen bekannt, wobei die Abgase durch ein Filter, insbesondere ein Schlauchfilter, geleitet werden. Den ungereinigten Abgasen soll vor dem Filter Calciumhydrosilikat-Granulat bzw. -Pulver mit einem Korngrößenbereich von 0,1 bis 1 mm zugegeben werden.

Das Calciumhydrosilikat soll als Filterhilfsmittel wirken. Es kann durch feines Vermählen von Gas- oder Schaumbeton-^Abfällen erzeugt werden. Es sollen insbesondere Aldehyde ab- bzw. adsorptiv oder auch chemiesorptiv gebunden werden. Auch das im zu reinigenden Abgas enthaltene Öl soll in dem Calciumhydrosilikat-Granulat gebunden werden, ohne daß letzteres hierbei schmierig oder klebrig wird. Durch die Bindung des Öls im Calciumhydrosilikat-Granulat wird das Öl von den Filterschläuchen ferngehalten, so daß der Strömungswiderstand durch Ölrückstände nicht beeinträchtigt wird. Aus der DE-OS 34 24 684 ergibt sich somit, daß mit einem Calciumhydrosilikat-Granulat im Korngrößenbereich von 0 bis 1 mm Ölrückstände, Staub und Aldehyde aus Abgasen entfernt werden können, wenn man das Granulat dem ungereinigten Abgas vor dem Filter zusetzt und das Gemisch mit einem Filter auffängt. Dabei ist jedoch der Wirkungsgrad nicht sehr hoch, wenn man berücksichtigt, daß der Aldehydgehalt

eines Abgases von 3 mg/m lediglich auf 0,8 bis 1 mg/m gesenkt werden konnte* Die Verwendung des Calciumhydrosilikät-Gränulats (erbringt wohl daher in erster Linie für die Öl- und Staubbindung Vorteile. 5

Aufgabe der Erfindung ist, eine Trockensorptionsvorrichtung

\ zu schaffen, die bezüglich der Fluorverbindungen noch effektiver ist und mit der insbesondere auch S0_ Uild SO-, nahezu vollständig aus den Abgasen entfernt werden 10 können,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemsß dadurch gelöst, daß ein körniges Mikro- und Makroporen aufweisendes Cälciumsilikathydratprodukt als Schüttschichtfilter verwendet J.5 wird. Das Cälciumsilikathydratprodukt soll mit beispielsweise einer Körnung von 1,5 bis 10 mm, vorzugsweise 3 bis 8 mm, eingesetzt werden und eine aus Makroporen und MIkropören gebildete spezifische Oberfläche zwischen

20 und 150 m /g aufweisen. Vorteilhaft ist, wenn ein Produkt verwendet wird, das Makroporen besitzt, deren Porenradien überwiegend zwischen 1 mm und 4 mm liegen, während die Porenradien der Mikroporen zwischen 0,01 und 100 &mgr;&pgr;&igr; liegen. Das verwendete Calciumsilikathydratprodukt wird zweckmäQigerweise mit einer Schüttdichte von 0,2 bis 0,6 g/cm verwendet. Das erfindungsgemäß verwendete Produkt ist somit wesentlich leichter als Kalksteinsplitt. Von daher bot sich das Cälciumsilikathydratprodukt nicht ohne weiteres an, weil man bisher bedacht war, ein möglichst schweres Schüttschichtfiltergut dem Gasstrom entgegenzusetzen. Durch die hohe Porosität des Calciumsilikathydratprodukts wird dieser Mangel offenbar kompensiert, indem dem Gas eine durchströmbare Porosität angeboten wird, die volumenmäBig größer ist als beim Kalksteinsplitt.

II CE III IC tt

((C fit f K ·

tec ■ (Cf cfvtt

et t · &igr; ccfcfft t · r

te ti

Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das verwendete Calciumsilikathydratprodukt die Zusammensetzung und Struktur eines Gas- oder Schaumbetons auf, d.h. es wird ein zerkleinertes Gas- oder Schaumbetongranulat verwendet. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Calciumsilikathydratprodukt nach dem Gasbetonherstellungsverfahren produziert, das nahezu quarzfrei ist und vollständig aus Calciumsilikathydratphasen, insbesondere kalkreichen Calciumsilikathydratphasen, besteht. Wichtig ist jedoch, daß das Calciumsilikathydratprodukt raum formmäßig aus Makro- und Mikroporen aufgebaut ist und die Makroporen von 30 bis 60 UoI.% und die Mikroporen von 60 bis 30 Vol.S einnehmen.

15

Das Calciumsilikathydratprodukt kann im getrockneten Zustand verwendet werden. Es kann aber auch mit Vorteil mit einem Feuchtigkeitsgehalt bis zu 30 Gew.°o verwendet werden, wobei insbesondere bestimmte Feuchtigkeitsgehalte '{ 20 für die Sorption bestimmter Schadstoffe besonders wirksam sind.

Es ist derzeit noch nicht bekannt, warum das erfindungsgemäß verwendete Calciumsilikathydratprodukt sowohl HF als auch S0_ und SO, nahezu vollständig sorbiert. Denkbar ist, daß die Einwirkung der Abgastemperaturen zwischen 70 und 200⁰C und/oder ein Schadstoff und/oder mehrere

* · t
• t

Schadstoffe und/oder eine Dehydratisierung einer Calciumsilikathydratphase die Sorption bewirken bzw. fördern und/oder Kristallwasseraustreibung mit einer Umbildung von Calciumsilikathydratphasen wirksam werden. Möglicherweise"ergibt sich eine besonders hohe Affinität der Calciumsilikathydratphasen zu den genannten Schadstoffen im stadium nascendi der Umbildung zu anderen Calciumsilikathydratphasen während des Kontakts mit den Schadstoffen, so daß insbesondere die Schadstoffe HF, S0&ldquor; und SO-, vollständig gebunden werden. Bei einer Reaktion mit den Schadstoffen kann auch amorphe Kieselsäure zur Verfügung stehen, die besonders reaktiv ist. Auch angeätzte Quarzkornoberflächen tragen sicherlich zur effektiven Sorption bei. Es war jedoch überraschend, daß alle drei Schadstoffe gleichermaßen gut sorbiert werden können, was beim Stand der Technik mit Kalksteinsplitt oder Kalkhydrat nicht möglich war.

Anhand des folgenden Beispiels sowie mittels beiliegender Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Kaskadenabsorber

mit einem Schüttschichtfilter gemäß der Erfindung und Fig. 2 eine Einzelheit E von Fig. 1, in vergrößerter Darstellung.

Ein Schüttschichtfilter 1 eines sagenannten Kaskaden-Absorbers 2, der mit einer Poroton-Anlage kombiniert war, wurde mit getrocknetem Gasbetongranulat 3 einer Körnung von 1,5 bis 5 mm gefüllt. Die Schüttdichte betrug 0,4 g/cm . Insgesamt wurden zehn Kubikmeter Granulat verwendet. Durch die Schüttung wurde ein Abgas gezogen, das 70 &ugr; warm war und die folgende Zusammensetzung aufwies:

Substanz Emiss. Vers, mg/m

Fluorwasser 200

500

it &diams; · · · * · till

I ti · « * * i &idigr; f

In den drei Meßreihen wurden das Abgas und das gereinigte Gas (Reingas) analysiert. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tafel zusammengestellt:

	1. Reihe	Reinqas	2.	Reihe	6	Reinqas	3.	Reihe	8	Reinqas
	Rohqas	0,72	Rohqas	4	0,12	Rohqas	6	0,12
Fluorverb.	79,8	0,24	223	2	0,12	173	4	0,12
	39,6	0,24	123		0,12	185		0,24
	64,1	< 3	162		< 3	247		< 3
SO,	35,3	< 3	38,		< 3	45,		< 3
j	40₇8	< 3	39,		< 3	38,		< 3
	41,8	< 1	40,	< 1	43,	< 1
SO₉	520	< 1	392	< 1	433	< 1
L	322	< 1	460	< 1	379	< 1
	406	276	478

Aus den. Ergebnissen ist zu erkennen, daß HF, S0&ldquor; und SO, praktisch zu 100?£ eliminiert werden konnten.

Durch höhere Rauchgastemperaturen kann die Sorption noch verbessert werden. Insofern kann auch die Ausbeute des Granulats erhöht werden, d.h. der Verbrauch pro cm Abgas erniedrigt werden.

15

Ein besonders überraschender Vorteil ist, daß das mit den Schadstoffen angereicherte Granulat bei der Gasbetonproduktion wieder verwendet werden kann, z.B. als SuIfatersatz&ldquor; Die Reaktionsprodukte stören dabei nicht den Gasbetonherstellungsprozeß oder die Güte der Gasbetonprodukte bzw. deren Verwendung.

ti * *

&igr; > im > »'

) 4 1 1 } ■ &igr;

J)J ) ) ■ 11 it i 3 J 2 t J &Idigr; I

-T-

Alle bisher verwendeten Schüttschichtgranulate mußten nach der Sorption deponiert werden, so daß die Erfindung auch insoweit einen ganz erheblichen technologischen Fortschritt schafft.

5
&iacgr; Das erfindungsgemäß verwendete Calciumsilikathydratprodukt

! weist eine besonders gute Durchströmbarkeit des Schütt-

f schichtfilters auf, so daß das geringe Schüttgewicht

kompensiert wird und die Abgase mit nahezu gleiche.·.. ·( 10 dynamischen Druck dur^h die Schüttung gedrückt werden können wie bei Verwendung von Kalksteinsplitt.

Mit dem erfindungsgemäß verwendeten Calciumsilikathydratprodukt können mehr Schadstoffe sorbiert werden,als z.B. \. 15 das im Produkt vorhandene CaO zur chemischen Bindung von HF zu CaF&ldquor; oder von SO₂ bzw. SO-, zu CaSO. zur Verfügung stellt. Dieses Phänomen ist überraschend und auch noch nicht geklärt. Bei der Verwendung von Kalksteinsplitt oder Kälkhydrat wird nicht einmal soviel Schadstoff sorbiert, wie vom CaO in diesen Produkten gebunden werden könnte. Es liegen bei der Sorption mit einem CSH-Produkt offenbar andere Bedingungen vor als bei Verwendung von' Kalksteinsplitt oder Kalkhydrat.

Z.B. kann auch ein Gemisch aus einem Calciumsilikathydratprodukt und Kalksteinsplitt und/oder Kalkhydrat verwendet werden, wenn besondere Bedingungen den Einsatz der anderen bekannten Produkte erfordern.

Erfindungsgemäß wird das Calciumsilikathydratprodukt in all den im oben angegebenen Stand del' Technik beschriebenen Rauchgasreinigungsvorrichtunjen als Schutt-

III

• ' · ··· I IHI I i · · i ·· Il ti < ll' ||'

schicht filter verwendet werden. Demgemäß zeichnet sich eine erfindungsgemäße Abgasreinigungsvorrichtung dadurch aus) daß sich zwischen der Abgaszuleitung Und der Reingasableitung ein Caiciumsilikathydratschüttschichtfilter befindet*

Die Erfindung wird dort angewendet wo Abgase zu reinigen sind, die nach den Emissidnsvorschriften unzulässige Mengen an den genannten Schadstoffen aufweisen. 10

Claims

10

1. Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen, die HF, S0_, SO, in unzulässigen Mengen aufweisen, mit einer Zuführleitung für das Abgas und einer Abführleitung für das Reingas sowie einen geschlossenen Reaktionsraum zwischen den beiden Leitungen mit einem Schüttschichtfilter aus einem anorganischen Granulat, gekennzeichnet durch eine Schüttschicht irn Reaktionsraum zumindest anteilig, vorzugsweise vollständig, aus einem Granulat, das zumindest anteilig ein Calciumsilikathydrat-Granulat aufweist, vorzugsweise aus einem Calciumsilikathydrat-Granulat, besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e &eegr; &eegr; zeichnet, daß die Granulatkörner das Calciumsilikathydrat und Mikro- sowie Makroporen aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t , daß das Granulat nahezu vollständig aus Calciumsilikathydraten besteht und verschiedene Calciumsilikathydrate aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn

zeichnet

daß das Granulat als Schüttschicht

filter angeordnet ist.

if* ·

■ if * ·

■ · c e e ·

10

15

20

25

10,

30

11,

35

Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat eine Körnung von 1,5 bis 10 mm, vorzugsweise 3 bis 8 mm, hat.

Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Granulat eine spezifische Oberfläche zwischen 20 und 150 m /g aufweist.

Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulatkörner Makroporen aufweisen, die im Bereich zwischen 1 und 4 mm liegen.

Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulatkörner Mikroporen aufweisen, deren Porenradius zwischen 0,01 und 100 &mgr;&pgr;&igr; liegt.

Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüttdichte des Granulats zwischen 0,2 and 0,6 g/cm liegt.

Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat ein Gas- oder Schaumbetongranulat ist.

Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daG die Körner des Granulats überwiegend kalkreiche Calciumsilikathydratphasen aufweisen.

I 4 I t I II«!

t · < It • t at I &igr; &igr; &igr; Ie « I · · I I t

■ « III

I · It · 4 t · · · «l'·· III IHl · · ·

12* Vorrichtung nach einem öder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet* daß das Granulat bis zu 30 Gew.-?o Feuchtigkeit aufweist.