ES2205674T3 - Procedimiento para la purificacion de gases con efecto reductor. - Google Patents
Procedimiento para la purificacion de gases con efecto reductor.Info
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Abstract
Procedimiento para la separación de mercurio, compuestos de mercurio, hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH), dibenzodioxinas polihalogenadas (PCDD) y dibenzofuranos polihalogenados (PCDF) de gases con efecto reductor que contienen como sustancias valiosas H2, CO y/o hidrocarburos y como impurezas H2S, SO2, NH3, HCl, HF, mercurio, compuestos de mercurio, PAH, PCDD y/o PCDF, por tratamiento de los gases con efecto reductor impurificados con un adsorbente, caracterizado porque los gases con efecto reductor impurificados se tratan a una temperatura de 180 a 220º C durante un tiempo de reacción de 0, 5 a 10 segundos con un adsorbente que contiene caolín, bentonita, una zeolita, hollín, carbón activado y/o coque de horno, así como un compuesto sulfuroso y/o azufre, porque entonces se separan los sólidos suspendidos en el gas con efecto reductor y porque a continuación el gas con efecto reductor se lava a 50 hasta 75º C y un valor de pH<3.
Description
Procedimiento para la purificación de gases con
efecto reductor.
La invención trata de un procedimiento para la
separación de mercurio, compuestos de mercurio, hidrocarburos
aromáticos policíclicos (PAH), dibenzodioxinas polihalogenadas
(PCDD) y dibenzofuranos polihalogenados (PCDF) de gases con efecto
reductor que contienen como sustancias valiosas H_{2}, CO y/o
hidrocarburos y como impurezas H_{2}S, SO_{2}, NH_{3}, HCl,
HF, mercurio, compuestos de mercurio, PAH, PCDD y/o PCDF, mediante
tratamiento de los gases con efecto reductor impurificados con un
adsorbente.
Los gases con efecto reductor contienen como
componentes principales las sustancias valiosas H_{2}, CO y/o
hidrocarburos, siendo el efecto reductor de estos gases dependiente
del contenido en sustancias valiosas y componiéndose los
hidrocarburos especialmente de compuestos alifáticos con 1 a 5
átomos de carbono. Los gases con efecto reductor contienen además
sólo una pequeña cantidad o ninguna de ácido. El contenido máximo de
ácido se encuentra por regla general aproximadamente en el 1%. Los
gases con efecto reductor o bien se encuentran como materias primas
en la naturaleza o se producen mediante procesos técnicos. Así, el
gas natural es un gas con efecto reductor a causa de su contenido en
hidrocarburos gaseosos y en la gasificación y pirólisis de basura,
lodo de depuradora y residuos orgánicos se forma también un gas con
efecto reductor que contiene como sustancias valiosas H_{2}, CO
y/o hidrocarburos gaseosos. Los gases con efecto reductor, además de
sustancias valiosas también contienen CO_{2}, N_{2} y/o vapor
de agua, así como impurezas que actúan como contaminantes
medioambientales y dificultan más o menos seriamente continuar el
procesado de los gases con efecto reductor. Por eso, las impurezas
deberían separarse, si es posible, ya antes de continuar el
procesado de los gases con efecto reductor.
Los gases con efecto reductor están impurificados
frecuentemente con H_{2}S, SO_{2}, NH_{3}, HCl y HF,
pudiéndose separar estas impurezas con procedimientos conocidos, lo
que no es objeto de la presente invención. Las impurezas mercurio,
compuestos de mercurio PAH, PCDD y/o PCDF presentes en los gases con
efecto reductor tienen una elevada toxicidad y por eso deben
separarse de los gases con efecto reductor antes de continuar su
procesado.
Por ejemplo, el gas natural tiene un contenido en
mercurio metálico en forma vapor de 0,05 a 500 \mug/Nm^{3} y los
gases originados en la gasificación de basura y la pirólisis de
basura tienen un contenido en mercurio metálico en forma vapor de
100 a 3000 \mug/Nm^{3}. Frecuentemente los gases que contienen
mercurio están impurificados adicionalmente con compuestos orgánicos
e inorgánicos de mercurio. El mercurio metal a temperatura ambiente
ya es considerablemente volátil y por eso los gases pueden tomar
cantidades cuantiosas de mercurio metálico en forma vapor. Por
ejemplo, el aire saturado con mercurio metálico contiene a 0ºC 0,002
g Hg (0) /m^{3}, a 20ºC 0,014 g Hg (0) /m^{3} y a 100ºC 2,42 g
Hg (0) /m^{3}. Los gases formados en la gasificación de basura y
la pirólisis de basura también contienen como impurezas PAH, PCDD
y/o PCDF en diferentes cantidades.
Para la separación de mercurio, compuestos de
mercurio, PAH, PCDD y/o PCDF han dado buen resultado especialmente
los procedimientos de adsorción, ya que permiten también la
eliminación de pequeñas cantidades de estas impurezas. Como
adsorbente se usan especialmente carbón activado, adsorbentes que
contienen ácido silícico o zeolitas. Además, se sabe que con
adsorbentes habituales recubiertos de cobre, plata u oro se separa
el mercurio metálico de los gases, uniéndose el mercurio en forma de
amalgama. También se sabe que las sales favorecen la adsorción del
mercurio metálico, introduciéndose las sales en los adsorbentes
habituales mediante impregnación. Partiendo de estos conocimientos
técnicos generales se han propuesto en el pasado un gran número de
procedimientos especiales de adsorción para la separación de
mercurio, compuestos de mercurio, PAH, PCDD y/o PCDF.
Por el documento DE-A 2227532 se
conoce un procedimiento para la separación de mercurio de gases,
especialmente de hidrógeno producido electrolíticamente o de aire
impurificado con mercurio, en que el gas impurificado con mercurio
se conduce por un material poroso que está empapado con una solución
de sales de hierro trivalente. Como material poroso se usa
especialmente gel de sílice, carbón activado, alúmina, silicatos u
óxidos metálicos. Las sales de hierro trivalente deben oxidar el
mercurio metálico y entonces las sales de mercurio así formadas
deben disolverse y con ello unirse en la solución de impregnación
situada en el soporte poroso. El procedimiento conocido se lleva a
cabo a una temperatura de 0 a 100ºC, así como a una presión > 1
bar.
Por el documento DE-C 2841565 se
conoce un procedimiento para la purificación de gases que contienen
mercurio, en que el gas impurificado con mercurio se trata con
zeolitas modificadas que junto a los metales de transición cobre,
cinc, cadmio, manganeso y/o níquel contienen en forma de iones
intercambiados 0,01 a 5% en peso de plata, encontrándose los metales
de transición y la plata en forma reducida. Como material de la
zeolita pueden emplearse zeolitas tanto sintéticas como naturales.
En estos procedimientos conocidos el adsorbente debe activarse o
bien con nitrógeno a 200ºC o con hidrógeno a temperaturas hasta
350ºC y el gas que contiene mercurio debe secarse antes de la
eliminación adsorptiva del mercurio. El procedimiento trabaja a
temperatura ambiente y se puede usar para la separación de mercurio
del hidrógeno, nitrógeno, aire o metano.
Por el documento EP-B 0448562 se
conoce un procedimiento para la separación simultánea de mercurio y
agua del gas natural, en que el gas natural se conduce a una
temperatura de 0 a 300ºC sobre una zeolita sintética del tipo A, que
contiene 0,001 a 15% en peso de plata u oro elementales. La
regeneración de la zeolita tiene lugar a una temperatura de 100 a
600ºC.
En la solicitud de patente alemana 19731639.5 se
propone un procedimiento para la separación de Hg (0) de gases con
efecto reductor y mezclas de gases, que además contienen H_{2}S,
NH_{3}, HCl y/o vapor de agua, mediante adsorción del Hg (0) en un
adsorbente, que consta de una mezcla de zeolitas de origen natural,
así como que contiene 1 a 10% en peso de Ag, Cu, Sn, Pb, Zn y/o Cd.
En este procedimiento el gas que contiene Hg (0) reacciona por
encima de su punto de rocío con el adsorbente a una temperatura de
50 a 150ºC durante un tiempo de reacción de 0,5 a 10 segundos. El
procedimiento puede llevarse a cabo en un reactor de lecho sólido,
en un lecho fluidificado o en un reactor de flujo en suspensión.
El documento EP-B 0638351 propone
un procedimiento para la separación de mercurio de un gas de escape
que contiene vapor de agua y SO_{2}, en que el gas de escape a una
temperatura de 20 a 120ºC se conduce sobre zeolitas granuladas del
tipo X o Y impregnadas con azufre o un compuesto sulfuroso y el
mercurio se une al soporte de zeolita en forma de HgS. Como zeolita
se usa una zeolita hidrófoba desaluminada, que en la malla
cristalina presenta un relación atómica silicio a aluminio de 20 a 1
hasta 300 a 1.
El documento
US-A-4101631 describe un
procedimiento para la separación de Hg de gas natural, tratándose el
gas natural a una temperatura de -40ºC a 100ºC con adsorbente que
contiene zeolita y azufre.
Finalmente, se sabe que PAH, PCDD y PCDF se
adsorben más o menos bien en zeolitas y/o carbonos activados.
La separación de mercurio, compuestos de
mercurio, PAH, PCDD y/o PCDF de los gases con efecto reductor sigue
siendo problemática, aunque ya han sido propuestos diferentes
procedimientos para la separación de estas impurezas. Por ejemplo,
el procedimiento de purificación propuesto en la solicitud de
patente alemana 19731639.5 puede emplearse técnicamente con éxito,
pero también tiene inconvenientes, que consisten especialmente en
que las zeolitas dopadas con plata son relativamente caras, de
manera que entonces su uso sólo es rentable si estos adsorbentes
pueden regenerarse bastante a menudo. Los procedimientos de
purificación que usan carbón activado y/o zeolitas como adsorbentes
y trabajan a temperaturas relativamente bajas (aproximadamente 20 a
110ºC) tienen el inconveniente que los adsorbentes adsorben grandes
cantidades de hidrocarburos, por lo que se reduce el poder
calorífico o el contenido en sustancias valiosas de los gases con
efecto reductor. Finalmente, es perjudicial que los gases con efecto
reductor producidos a elevadas temperaturas tengan que enfriarse a
una temperatura < 150ºC para la separación de las impurezas según
los procedimientos de adsorción conocidos.
La presente invención se basa en el objetivo de
evitar los inconvenientes de los estados de la técnica conocidos y
proporiconar un procedimiento de adsorción que use un adsorbente
económico, que trabaje a una mayor temperatura de adsorción y que
permita la amplia separación cuantitativa de mercurio, compuestos de
mercurio, PAH, PCDD y/o PCDF también en presencia de las impurezas
H_{2}S, SO_{2}, NH_{3}, HCl y HF, debiéndose cumplir con el
gas puro con un contenido en mercurio < 50 \mug/Nm^{3}, un
contenido en PCDD y PCDF < 0,1 ng TE/Nm^{3} y un contenido en
PAH < 1 \mug/Nm^{3} durante un largo espacio de tiempo en
perfecto estado de funcionamiento.
De este modo se consigue el objetivo en que se
basa la invención, que los gases con efecto reductor impurificados
se traten a una temperatura de 180 a 220ºC durante un tiempo de
reacción de 0,5 a 10 segundos con un adsorbente que contiene caolín,
bentonita, una zeolita, hollín, carbón activado y/o coque de horno,
así como un compuesto sulfuroso y/o azufre, que entonces se separen
los sólidos suspendidos en los gases con efecto reductor y que los
gases con efecto reductor se laven a continuación a 50 hasta 75ºC y
un valor de pH < 3.
Con el procedimiento según la invención es
posible separar mercurio, compuestos de mercurio, PAH, PCDD y/o PCDF
de forma fiable casi cuantitativamente y durante un largo espacio de
tiempo de funcionamiento. En el gas puro puede haber un contenido en
mercurio < 50 \mug/Nm^{3}, que por regla general incluso es
< 10 \mug/Nm^{3} y el gas puro tiene un contenido en PAH <
1 \mug/Nm^{3} así como un contenido en PCDD y PCDF < 0,1 ng
TE/Nm^{3} (TE = Equivalentes de toxicidad según estándar NATO). El
adsorbente tiene una capacidad de carga de 1 a 10% en peso de Hg,
encontrándose el mercurio casi cuantitativamente como HgS. Los
compuestos de mercurio contenidos en el gas con efecto reductor se
separan también en el adsorbente y se transforman en su mayor parte
en HgS. En la realización del procedimiento según la invención se
demostró además que ni los hidrocarburos ni el CO, o el H_{2}O son
adsorbidos por el adsorbente, lo que se debe a la elevada
temperatura de adsorción de 180 a 220ºC.
El procedimiento según la invención puede
llevarse a cabo de manera que los gases con efecto reductor
impurificados pueden tratarse con el adsorbente en un reactor de
lecho fijo, teniendo el adsorbente un diámetro medio de partícula
d_{50} de 1 a 8 mm y ascendiendo el tiempo de reacción a 1 hasta
10 segundos y la velocidad del gas en el lecho
fijo-adsorbente a 0,05 hasta 0,5 m/seg. El
adsorbente está dispuesto en el reactor de lecho fijo en forma de
carga.
El procedimiento según la invención puede
llevarse a cabo además de manera que los gases con efecto reductor
impurificados pueden tratarse con el adsorbente en un lecho
fluidificado circulante, teniendo el adsorbente un diámetro medio de
partícula d_{50} de 10 a 100 \mum y ascendiendo el tiempo de
reacción a 0,5 hasta 5 segundos y la velocidad del gas a 3 hasta 8
m/seg y la densidad de suspensión media de la suspensión
gas-sólido a 2 hasta 10 kg de sólido/ Nm^{3}. El
lecho fluidificado circulante está dispuesto como un sistema de
circulación que consta de un reactor, un colector de sólidos y una
recirculación de sólidos. El lecho fluidificado circulante se
caracteriza porque, a diferencia del lecho fluidificado clásico en
que una fase densa está separada de la cámara de expansión situada
encima mediante un claro salto de densidad, existe distribución de
estados sin una capa límite definida. En un lecho fluidificado
circulante no existe un salto de densidad entre la fase más densa y
la cámara de expansión situada encima, aunque dentro del reactor
disminuye constantemente la concentración de sólido de abajo hacia
arriba. Las condiciones de funcionamiento de un lecho fluidificado
circulante están determinadas, como es sabido, por los índices de
Froude y Arquímedes.
Finalmente el procedimiento según la invención
puede llevarse a cabo de manera que los gases con efecto reductor
impurificados se tratan con el adsorbente en un reactor de flujo en
suspensión, teniendo el adsorbente un diámetro medio de partícula
d_{50} de 10 a 50 \mum y ascendiendo el tiempo de reacción a 0,5
hasta 8 segundos, la velocidad del gas a 7 hasta 12 m/seg y la
densidad de suspensión media de la suspensión
gas-sólido a 0,1 hasta 3 kg de sólido/ Nm^{3}. En
el reactor de flujo en suspensión se suspende en primer lugar el
adsorbente en la corriente de gas a purificar, la suspensión
gas-sólido atraviesa entonces una línea de reacción
según las condiciones del procedimiento y después las partículas de
sólido se separan de la suspensión gas-sólido
mediante dispositivos de separación, especialmente mediante uno o
varios ciclones, filtros de mangas y/o electrofiltros.
Según la invención se ha mostrado especialmente
ventajoso si se emplea como zeolita una mezcla de zeolitas de origen
natural, conteniendo la mezcla de zeolitas de origen natural según
la invención 10 a 90% en peso de mordenita, 5 a 70% en peso de
clinoptilolita, 0 a 5% en peso de montmorillonita y el resto de
SiO_{2}. A la temperatura de adsorción según la invención un
adsorbente que contiene una zeolita natural no adsorbe CO ni
hidrocarburos pequeños con 1 a 8 átomos de carbono y además no
adsorbe agua.
Se propone otra configuración de la invención que
emplea como compuesto sulfuroso un hidrogenosulfuro, sulfuro,
polisulfuro, ditiocarbonato o tritiocarbonato sódico, potásico o
cálcico o trimercapto-S-triazina. El
azufre y los compuestos sulfurosos pueden mezclarse como polvo con
el adsorbente, pudiéndose emplear este procedimiento de forma
ventajosa si el procedimiento según la invención se lleva a cabo en
un lecho fluidificado circulante o en un reactor de flujo en
suspensión. El diámetro medio de partícula d_{50} del azufre o los
compuestos sulfurosos asciende entonces a 10 hasta 50 \mum.
Además, es posible dopar el adsorbente con compuestos sulfurosos, lo
que sucede de manera que el adsorbente se empapa con una solución o
suspensión del compuesto sulfuroso y a continuación se seca el
adsorbente dopado. Este procedimiento puede aplicarse favorablemente
si el procedimiento según la invención se lleva a cabo en un reactor
de flujo en suspensión o en un lecho fluidificado circulante.
Finalmente es posible introducir el azufre y los compuestos
sulfurosos in situ sobre el adsorbente, por introducción de
una suspensión o solución acuosa de azufre o del compuesto sulfuroso
a elevada temperatura, por ejemplo 180 a 220ºC, junto con el
adsorbente en el lecho fluidificado circulante o en el reactor de
flujo en suspensión. En este caso el azufre o el compuesto sulfuroso
se separa del adsorbente de forma muy finamente dividida y se
evapora el disolvente, especialmente agua.
El procedimiento según la invención puede
llevarse a cabo de forma especialmente favorable si el adsorbente se
compone de 1 a 10% en peso de azufre y/o un compuesto sulfuroso, 0 a
10% en peso de hollín, carbón activado y/o coque de horno, así como
residuos de caolín, bentonita y/o zeolita. Este adsorbente tiene un
gran rendimiento de adsorción, es económico y puede ser manipulado
de forma segura. Si el adsorbente presenta un contenido bajo en
hollín, carbón activado o coque de horno, aumenta de forma favorable
el rendimiento de adsorción en relación con las impurezas PAH, PCDD
y PCDF, no influyendo desfavorablemente el contenido en carbón
activado del adsorbente en la seguridad del funcionamiento.
De forma alternativa, el procedimiento según la
invención puede llevarse a cabo de forma especialmente favorable si
el adsorbente se compone de 1 a 10% en peso de azufre y/o un
compuesto sulfuroso y el resto de zeolitas de origen natural. Este
adsorbente tiene una elevada capacidad de carga tanto para mercurio
y sus compuestos como para PAH, PCDD y PCDF.
De forma alternativa, el procedimiento según la
invención puede llevarse a cabo además de forma especialmente
favorable si el adsorbente se compone de 1 a 10% en peso de azufre
y/o un compuesto sulfuroso y elr resto de hollín, carbón activado
y/o coque de horno. Este adsorbente también tiene una elevada
capacidad de carga tanto para mercurio y sus compuestos como para
PAH, PCDD y PCDF y no pone en peligro la seguridad del
funcionamiento, ya que los gases con efecto reductor a purificar no
contienen ácido.
Finalmente se ha probado especialmente en el
procedimiento según la invención el separar los sólidos suspendidos
en el gas con efecto reductor con un filtro de mangas o un
electrofiltro o un lavador o por medio de una combinación de estos
dispositivos, ya que con estos aparatos de proceso los sólidos se
separan ampliamente o cuantitativamente, de manera que el siguiente
lavado del gas sólo está contaminado con muy pequeñas cantidades de
sólidos o puede funcionar sin sólido.
Según la invención se emplea ventajosamente el
procedimiento para la separación de mercurio y compuestos de
mercurio del gas natural o para la separación de mercurio,
compuestos de mercurio, PAH, PCDD y PCDF de gases que se originan en
la gasificación o pirólisis de basura, lodo de depuradora y/o
residuos orgánicos. El gas natural contiene como componentes
principales hidrocarburos gaseosos con 1 a 4 átomos de carbono.
Además el gas natural contiene H_{2}, CO_{2} y H_{2}O en
diferentes cantidades. Frecuentemente el gas está impurificado con
H_{2}S y mercurio, encontrándose el contenido en mercurio entre
0,05 y 500 \mug/Nm^{3}. En la gasificación de basura los
compuestos de carbono contenidos en la basura se pirolizan, se
craquean y se queman parcialmente en presencia de ácido. Como
producto de la gasificación de basura existe una mezcla de gas que
por regla general contiene 1 a 5% CO, 5 a 20% H_{2}, 10 a 8000 mg
HCl/ Nm^{3}, 0,05 a 1% H_{2}S, 500 a 5000 mg NH_{3}/Nm^{3},
100 a 5000 mg hidrocarburos/ Nm^{3} y hasta 20% CO_{2} (% = % en
volumen). Las mezclas de gases producidas mediante gasificación de
basura por regla general están saturadas con vapor de agua y en
ellas se encuentra el mercurio en forma metálica en una parte
predominante con mucho. Las mezclas de gases originadas en la
pirólisis de basura no contienen ácido y su contenido en
hidrocarburos es mayor que en las mezclas de gases producidas por
gasificación de basura, mientras que el contenido en hidrógeno de
las mezclas de gases producidas mediante pirólisis de basura es
menor que el contenido en hidrógeno de las mezclas de gases
producidas por gasificación de basura. También en las mezclas de gas
de la pirólisis de basura se encuentra el mercurio en forma metálica
en una parte predominante con mucho. Los gases producidos por
gasificación de la basura y pirólisis de la basura contienen
diferentes cantidades de PAH, PCDD y PCDF.
Los gases con efecto reductor purificados
correspondientes al procedimiento según la invención pueden usarse o
bien como combustible o como materia prima química, especialmente
como agentes reductores. Dependiendo de otros usos de los gases con
efecto reductor, las impurezas aún presentes, especialmente
SO_{2}, NH_{3} y H_{2}S pueden separarse mediante los
procedimientos de purificación conocidos. Cuando los gases con
efecto reductor se usan como combustible, por regla general sólo es
necesario separar el SO_{2} del gas de escape de combustión.
El objeto de la invención se explica más
detalladamente a continuación mediante 2 ejemplos de
realización.
Mediante gasificación de basura se produjo una
mezcla de gases que contenía 17% H_{2}, 0,9% H_{2}S, 3% CO, 0,1%
HCl, 1% O_{2} y 78% N_{2} (% = % en volumen). Esta mezcla de
gases tenía un punto de rocío de 70ºC y contenía 600 a 900 \mug Hg
(0)/ Nm^{3}. La mezcla de gas caliente, que contiene polvo,
procedente de la gasificación se enfrió primero a aproximadamente
210ºC y después se desempolvó con un electrofiltro. El gas
desempolvado tenía una temperatura de aproximadamente 200ºC. Se
introdujo a una velocidad de 0,12 m/seg en un reactor de lecho fijo,
ascendiendo a 3 segundos el tiempo de estancia medio de la mezcla de
gas en el lecho fijo. En el reactor de lecho fijo se encontraba un
adsorbente que tenía de un diámetro de partícula medio d_{50} de 3
mm y constaba de 6% en peso de coque de horno, 92% en peso de una
zeolita de origen natural y 2% en peso de sulfuro sódico. La zeolita
de origen natural contenía 70% en peso de mordenita, 20% en peso de
clinoptilolita, 5% en peso de montmorillonita y el resto de
SiO_{2}. El adsorbente se fabricó de manera que la zeolita de
origen natural y el coque de horno se mezclaron en primer lugar y la
mezcla se trató a continuación con una suspensión acuosa de sulfuro
sódico. El adsorbente húmedo se secó a continuación y se introdujo
en el reactor de lecho fijo como carga. En el reactor de lecho fijo
se introdujo la mezcla de gas que contiene mercurio durante 250
horas. Tras este tiempo el adsorbente tenía un contenido en mercurio
de 1,3% en peso. El gas que abandonó el reactor de lecho fijo se
introdujo en un filtro de mangas para separar partículas de polvo
residuales. A continuación la temperatura del gas se ajustó
aproximadamente a 60ºC en un intercambiador de calor. El gas
desempolvado y enfriado se introdujo en un lavador Venturi accionado
con un fluido de lavado acuoso a una temperatura de aproximadamente
60ºC. El fluido de lavado adsorbió HCl y tuvo un valor de pH de
aproximadamente 1. El gas con efecto reductor que abandonó el
lavador Venturi se introdujo en un gasómetro como combustible. El
gas introducido en el gasómetro tuvo un contenido en mercurio
< 5 \mug/Nm^{3} y en este gas no se pudieron detectar PAH, PCDD y PCDF.
< 5 \mug/Nm^{3} y en este gas no se pudieron detectar PAH, PCDD y PCDF.
La mezcla de gas que contiene polvo producida
según el ejemplo 1 mediante gasificación de basura se enfrió a
aproximadamente 210ºC y después se introdujo a una velocidad de 9
m/seg en un reactor de flujo en suspensión. A la entrada de la
mezcla de gas en el reactor de flujo en suspensión, se suspendió en
la corriente de gas el adsorbente que tenía la composición citada en
el ejemplo 1, pero presentaba un diámetro de partícula medio
d_{50} de 20 \mum. En el reactor de flujo en suspensión la
suspensión gas-sólido tuvo un tiempo de estancia de
aproximadamente 6 segundos y una densidad de suspensión de 1 kg
sólido/ Nm^{3}. A partir de la suspensión
gas-sólido se separó el sólido en un filtro de
mangas situado a continuación del reactor de flujo en suspensión. El
sólido separado en el filtro de mangas se reintrodujo en el reactor
de flujo en suspensión. El reactor de flujo en suspensión y el
filtro de mangas funcionaron a aproximadamente 200 a 210ºC. Tras un
tiempo de funcionamiento de 400 horas el adsorbente tenía un
contenido en mercurio de 2% en peso. El gas de salida del filtro de
mangas se enfrió aproximadamente a 60ºC en un intercambiador de
calor y se introdujo en un lavador Venturi que funcionaba con un
fluido de lavado acuoso a una temperatura de aproximadamente 60ºC y
un valor de pH de aproximadamente 1. El HCl contenido en el gas fue
adsorbido por el fluido de lavado. El gas que abandonó el lavador
Venturi se introdujo en un gasómetro como combustible y tenía un
contenido en mercurio < 5 \mug/Nm^{3}. En el gas con efecto
reductor usado como combustible no se pudieron detectar PAH, PCDD y
PCDF. El concepto Nm^{3} se usa para 1 m^{3} de gas que presenta
condiciones normales, es decir, 1 bar y 0ºC.
Claims (13)
1. Procedimiento para la separación de mercurio,
compuestos de mercurio, hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH),
dibenzodioxinas polihalogenadas (PCDD) y dibenzofuranos
polihalogenados (PCDF) de gases con efecto reductor que contienen
como sustancias valiosas H_{2}, CO y/o hidrocarburos y como
impurezas H_{2}S, SO_{2}, NH_{3}, HCl, HF, mercurio,
compuestos de mercurio, PAH, PCDD y/o PCDF, por tratamiento de los
gases con efecto reductor impurificados con un adsorbente,
caracterizado porque los gases con efecto reductor
impurificados se tratan a una temperatura de 180 a 220ºC durante un
tiempo de reacción de 0,5 a 10 segundos con un adsorbente que
contiene caolín, bentonita, una zeolita, hollín, carbón activado y/o
coque de horno, así como un compuesto sulfuroso y/o azufre, porque
entonces se separan los sólidos suspendidos en el gas con efecto
reductor y porque a continuación el gas con efecto reductor se lava
a 50 hasta 75ºC y un valor de pH < 3.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los gases con efecto reductor
impurificados se tratan con el adsorbente en un reactor de lecho
fijo, teniendo el adsorbente un diámetro medio de partícula d_{50}
de 1 a 8 mm y ascendiendo el tiempo de reacción a 1 hasta 10
segundos y la velocidad del gas en el lecho
fijo-adsorbente a 0,05 hasta 0,5 m/seg.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los gases con efecto reductor
impurificados se tratan con el adsorbente en un lecho fluidificado
circulante, teniendo el adsorbente un diámetro medio de partícula
d_{50} de 10 a 100 \mum y ascendiendo el tiempo de reacción a
0,5 hasta 5 segundos, la velocidad del gas a 3 hasta 8 m/seg y la
densidad media en suspensión de la
suspensión-sólido-gas a 2 hasta 10
kg de sólido/Nm^{3}.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los gases con efecto reductor
impurificados se tratan con el adsorbente en un reactor de flujo en
suspensión, teniendo el adsorbente un diámetro medio de partícula
d_{50} de 10 a 50 \mum y ascendiendo el tiempo de reacción a 0,5
hasta 8 segundos, la velocidad del gas a 7 hasta 12 m/seg y la
densidad media en suspensión de la
suspensión-sólido-gas a 0,1 hasta 3
kg de sólido/Nm^{3}.
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
4, caracterizado porque como zeolita se emplea una mezcla de
zeolitas de origen natural.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque la mezcla de zeolitas de origen natural
se compone de 10 a 90% en peso de mordenita, 5 a 70% en peso de
clinoptilolita, 0 a 5% en peso de montmorillonita y el resto de
SiO_{2}.
7. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
6, caracterizado porque como compuesto sulfuroso se emplea un
hidrogenosulfuro, sulfuro, polisulfuro, ditiocarbonato o
tritiocarbonato sódico, potásico o cálcico o
trimercapto-S-triazina.
8. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
7, caracterizado porque el adsorbente se compone de 1 a 10%
en peso de azufre y/o un compuesto sulfuroso, 0 a 10% en peso de
hollín, carbón activado y/o coque de horno, y el resto de caolín,
bentonita y/o zeolita.
9. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
7, caracterizado porque el adsorbente se compone de 1 a 10%
en peso de azufre y/o un compuesto sulfuroso, y el resto de mezclas
de zeolitas de origen natural.
10. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
7, caracterizado porque el adsorbente se compone de 1 a 10%
en peso de azufre y/o un compuesto sulfuroso, y el resto de hollín,
carbón activado y/o coque de horno.
11. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
10, caracterizado porque los sólidos suspendidos en los gases
con efecto reductor se separan con un filtro de mangas o un
electrofiltro o un lavador o por medio de una combinación de estos
dispositivos.
12. Uso del procedimiento según las
reivindicaciones 1 a 11 para la separación de mercurio y compuestos
de mercurio del gas natural.
13. Uso del procedimiento según las
reivindicaciones 1 a 11 para la separación de mercurio, compuestos
de mercurio, PAH, PCDD y PCDF de gases que se originan en la
gasificación o pirólisis de basura, lodo de depuradora y/o residuos
orgánicos.
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| DE19901309A DE19901309C2 (de) | 1999-01-15 | 1999-01-15 | Verfahren zur Reinigung reduzierend wirkender Gase |
| DE19901309 | 1999-01-15 |
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|---|---|
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| ES99121653T Expired - Lifetime ES2205674T3 (es) | 1999-01-15 | 1999-11-02 | Procedimiento para la purificacion de gases con efecto reductor. |
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| DE (2) | DE19901309C2 (es) |
| ES (1) | ES2205674T3 (es) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111825150A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-10-27 | 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 | 一种原位再生吸附除臭型污水压力管道透气装置 |
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1999
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- 1999-11-02 DE DE59906762T patent/DE59906762D1/de not_active Expired - Lifetime
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