WO2013034315A1 - Gasabsorptionsgranulat - Google Patents

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Ulf Boenkendorf
Thomas Stumpf
Christina Lange
Hans-Peter Pesch
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Fels-Werke Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a pressed gas absorption granules for the separation of gaseous chlorine and sulfur compounds - hereinafter also called HCl and SOx gases - from exhaust gases, in particular of S0 2 and / or S0 3 from combustion gases thermal processes, in particular for use in one, a combustion unit downstream solids exhaust gas reactor such as a packed bed filter, fixed bed absorber, moving bed absorber od.
  • a combustion unit downstream solids exhaust gas reactor such as a packed bed filter, fixed bed absorber, moving bed absorber od.
  • Containing predominantly pressed body having at least one SO x absorbing Caiciumharm in the form of hydrated lime and / or limestone can be shaped bodies produced by molding - hereinafter also referred to as compacts - of any geometrical spatial form, e.g.
  • Example spherical shape, cuboid shape, conical shape, prism shape or slugs or by crushing or breaking the pressed moldings resulting from the compression produced a compacting structure having granules - hereinafter called pressed grains - be.
  • SO x gas-absorbing granules which have only hydrated lime as the active ingredient. Their use in a post-combustion solid-gas reactor has shown that the theoretical absorption capacity of a granule is not achieved.
  • SO x is cup-shaped in a relatively thin outer shell area to form Caiciumsulfat (CaS0 4 ) absorbed.
  • Caiciumsulfat CaS0 4
  • the hydrated lime inside the granule remains z. B. up to 40% unused.
  • the diffusion of SO x gas is hindered by the calcium sulfate in the outer shell area.
  • DE 10 2009 045 278 A1 describes mineral, calcium-based, structurally agglomerated porous granules which contain a core (ergot) containing at least 80% by weight of calcium carbonate (CaCO 3 ) and at least one calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) surrounding the core. containing build-up agglomeration tion layer, wherein the granules have a calcium hydroxide content of at least 60 wt .-%, based on the total dry mass of Granalie, and have a substantially spherical shape and a BET surface area of at least 8 m 2 / g.
  • These known granules are said to have micropores, mesopores and macropores.
  • the water content of the known granules can be from 2 to 20% by weight.
  • the object of the invention is to provide at least one granules having SO x -absorbing calcium compounds in which the absorption progress into the interior of the waste gas purification is not markedly hindered and which thus ensures a higher degree of utilization for SO x separation.
  • molded bodies hereinafter also referred to as pressed bodies - is to be understood as bodies which are produced by pressing or compacting or compacting finely divided substances using machine-operated presses with shaping tools
  • Shaped bodies can, as already stated above, have any desired spatial forms
  • the volume contents are, for example, between 0.03 and 40, in particular between 0.04 and 5 cm 3. The same applies with regard to the volume, preferably also to the breakage of the shaped bodies produced pressed grains.
  • the SO employed in the invention are preferably compounds Calciumver- x absorbent products containing calcium hydroxide (Ca (OH) 2) - in the following also called hydrated lime - in amounts of about 80 wt .-% and / or finely divided calcium carbonate (CaC0 3) - also referred to below as limestone powder - in amounts above 90% by weight.
  • calcium hydroxide Ca (OH) 2
  • hydrated lime calcium hydroxide
  • CaC0 3) finely divided calcium carbonate
  • limestone powder - in amounts above 90% by weight.
  • the term “flour” likewise includes the terms powder, powder, dust, or the like, having particle sizes of up to 250 ⁇ m, in particular up to 90 ⁇ m.
  • the invention provides for the presence of hydrated lime and / or limestone in a compact or in the pressed grains for SO x separation from exhaust gases of thermal processes. It is within the scope of the invention, in addition to these essential ingredients more desulfurizing agent, eg. As magnesium hydroxide and / or calcium oxide in the form of white fine lime and / or sodium bicarbonate in the compacts or the pressed grains to use. These further constituents should not be contained in the compacts or grains with more than 20 wt .-%.
  • the pellets or the pressed grains can be excluded until z. B. 20 wt .-% further adsorption and / or absorbents such. B. activated carbon or coke od. Like. Included, so that z. B. other pollutants or gases such as mercury can be removed from exhaust gases to be cleaned.
  • the compacts according to the invention or the pressed grains may also contain binders which bring about solidification of the compacts after pressing.
  • binders which bring about solidification of the compacts after pressing. Examples of these are carboxyl methylcellulose, starch, glucose, alginates, molasses, lignosulfonates, clay minerals, in particular bentonite. Accordingly, the pressed grains may also contain these binders.
  • the invention is characterized in that the pellets and pressed grains contain, in addition to lime hydrate and / or limestone flour particles, fibrillated cellulose fibers in the form of shredded paper material and / or shredded paperboard material and / or shredded or ground wood.
  • shredded paper material and "shredded cardboard material” in the context of the invention include a material formed from paper or cardboard fibers, wherein the material z. From paper or paperboard shredded to a high degree of fineness in the dry state with shredders. is is. The high fineness means that the fiber length z. B. between 0, 1 and 5 mm, in particular between 0, 1 and 2 mm in a slenderness of the fibers (length to diameter) z. Between 10 to 1 and 5 to 1.
  • the wood fibers are z. B. between 1 and 5 mm long at a slenderness level as the paper fibers.
  • the wood flour has z. B. fibers with lengths between 0, 1 and 1 mm in a slenderness z. B. of 1, 0 mm.
  • the invention thus relates in particular to a gas absorption granules designed for use as HCl and SO x absorption granules, preferably in a solid waste gas reactor connected to a combustion unit comprising molded articles produced from a finely divided material by a pressing process and / or granules produced from crushed shaped bodies by comminution, wherein the shaped bodies of the granules and the comminuted grains of the granules in their matrix as SO x absorbent hydrated lime and / or limestone and feinteili- ges shredded paper material and / or finely divided shredded cardboard material and also preferably adsorbed water, in particular a water content up to 30 wt .-% on the amount of the absorbent and the fiberized material.
  • the shredded cellulosic material, in particular the shredded paper material and the shredded cardboard material - hereinafter also referred to as shredded material - have the ability to water z. B. capillary in the Press- ling and the grains to store so that water even at higher temperatures as z. B. in combustion aggregates downstream exhaust gas cleaning systems occur in sufficient quantities in the press ling or the grains is available and can promote the reaction between the SO x gases and the Kalkhydratteilchen and / or the limestone flour particles in a known manner by z , B.
  • the water-storing defibering material causes an increase in the degree of separation of the SO x gases.
  • the granules of the invention are z. B. with bulk densities between 0.6 and 1, 3, in particular between 0.7 and 1, 1 and used.
  • the compacts and the pressed grains expediently have adsorptively bound water in amounts of from 0 to 30, in particular from 5 to 25,% by weight. They have a sufficient strength, in particular a sufficient abrasion resistance, so that they can be used in the known granulation-operated exhaust gas purification systems for SO x separation without causing disturbing dust.
  • the use of the fibrillating material provides, in particular, the following advantages:
  • a porosity or capillarity is achieved, which improves the diffusion of harmful gases into the interior of the pressed moldings or the pressed broken grains and thus also the separation efficiency;
  • ⁇ A water reservoir is created, which contributes to increasing the separation efficiency;
  • Waste products in the form of waste paper and / or cardboard material can be used. It is within the scope of the invention to optionally add additives to the mixtures before pressing or during pressing such. As starch, glucose, methyl cellulose, alginates and molasses, clay minerals, in particular bentonite z. B. to increase the compact strength and / or the abrasion resistance of the compacts or the pressed grains. However, the additives should not be present at more than 10% by weight, especially not more than 7% by weight, in a compact or in a crushed, pressed granule.
  • the following table contains in wt .-% preferred dry powdery dosages of components for the compression for the production of moldings according to the invention.
  • the information regarding the shredded material should be understood to mean that in any case at least one shredded material must be present in the specified amounts, the amount is among other things also determined by the desired water storage capacity.
  • the additives are not mandatory. But if they are used, then in the stated amounts, whereby also several additives can be used in one dosage.
  • the upper specified limit of the respective amount of a fiberized material applies in particular to the maximum amount, if only this one material is included.
  • the remainder to 100 wt .-% results from the addition of an additive and / or other fiberized material.
  • the specified amount is the upper limit if the particular additive is added alone.
  • the dosages according to the invention are mixed and there is a water content of up to 30, in particular 5 and 25 wt .-%, based on the absorber and the fiberized material, for. B. before pressing z. B. adjusted before or during mixing.
  • the adjustment of the water content can thus be carried out by moistening the dry constituents of the mixture in the mixer. the.
  • the adjustment can also be carried out by using a mixture constituent or several constituents of the mixture which already have a certain amount of adsorptively bound water before being introduced into the mixture.
  • hydrated lime which has between 5 and 30, in particular between 15 and 25 wt .-% of adsorbed water and / or to use a shredded material having up to 15, especially up to 10 wt .-% of adsorbed water.
  • molded articles are produced from the mixture by pressing in a pressing device.
  • the pressing is expediently carried out in continuous or discontinuous compression devices for non-plastic masses, for. B. with roller presses or stamp presses.
  • slugs can be produced with roll presses, and these slugs are crushed by crushing and then classified, resulting in a gas absorption granules of pressed granules according to the invention.
  • moldings having regular or irregular geometric shapes in the form of pellets e.g. by means of stamp presses, in which case these moldings form the granules according to the invention. But you can also crush these pressed moldings with the regular or irregular space shapes to produce granules of pressed grains of certain grain size.
  • the crushed granules have grain distributions produced by sieving z. B. as follows:

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gasabsorptionsgranulat ausgebildet zur Verwendung als SOx-und HCl Absorptionsgranulat vorzugsweise in einem einem Verbrennungsaggregat nachgeschalteten Feststoff-Abgasreaktor aufweisend mit einem Pressverfahren aus feinteiligen Stoffen hergestellte Formkörper und/oder eine aus gepressten Formkörpern durch Zerkleinern hergestellte Granulatkörnung, wobei die Formkörper des Granulats und die zerkleinerten Körner der Granulatkörnung in ihrer Matrix aufweisen - als SOx-Absorptionsmittel Kalkhydrat und/oder Kalksteinmehl und - feinteiliges zerfasertes Cellulosefasernmaterial, insbesondere zerfasertes Papiermaterial und/oder feinteiliges zerfasertes Kartonmaterial und/oder zermahlenes oder zerfasertes Holz sowie zudem vorzugsweise - adsorbiertes Wasser, insbesondere einen Wassergehalt bis 30 Gew.-% bezogen auf die Menge aus dem Absorptionsmittel und dem zerfaserten Material.

Description

Gasabsorptionsgranulat
Die Erfindung betrifft ein gepresstes Gasabsorptionsgranulat zur Abscheidung von gasförmigen Chlor- und Schwefelverbindungen - im Folgenden auch HCl und SOx-Gase genannt - aus Abgasen, insbesondere von S02 und/oder S03 aus Verbrennungsgasen thermischer Prozesse, insbesondere zur Verwendung in einem, einem Verbrennungsaggregat nachgeschalteten Feststoff- Abgasreaktor wie einem Schüttschichtfilter, Festbettabsorber, Wanderbettabsorber od. dgl., überwiegend enthaltend gepresste Körper, die mindestens eine SOx absorbierende Caiciumverbindung in Form von Kalkhydrat und/oder Kalksteinmehl aufweisen. Die gepressten Körper des Gasabsorptionsgranulats können durch formgebendes Pressen erzeugte Formkörper - im Folgenden auch Presslinge genannt - beliebiger geometrischer Raumform, z. B. Kugelform, Quaderform, Kegelform, Prismenform oder Schülpen sein oder durch Zerkleinern bzw. Brechen der gepressten Formkörper entstandene eine durch die Pressung erzeugte Verdichtungsstruktur aufweisende Granulatkörner - im Folgenden gepresste Körner genannt - sein.
Bekannt sind aufbauagglomerierte, SOx-Gase absorbierende Granalien, die ausschließlich Kalkhydrat als Wirkstoff aufweisen. Deren Verwendung in einem einer Verbrennung nachgeschalteten Feststoff-Gas-Reaktor hat ergeben, dass die theoretische Absorptionskapazität einer Granalie nicht erreicht wird. SOx wird schalenförmig in einem relativ dünnen Außenschalenbereich unter Bildung von Caiciumsulfat (CaS04) absorbiert. Das Kalkhydrat im Innern der Granalie bleibt z. B. bis zu 40 % ungenutzt. Offenbar wird die Diffusion des SOx-Gases durch die Calciumsulfatbildung im Außenschalenbereich behindert. Aus der EP 2 103 338 A1 ist bekannt, dass beim quasi trockenen SOx- Abgasreinigungsverfahren mit pulverförmigem Kalkhydrat durch Erhöhung der relativen Abgasfeuchte höhere Abscheidegrade erzielt werden können, weil sich dabei direkt um die Kalkhydratpartikel eine reaktive Zone relativ hoher Feuchte ausbildet, in der zunächst SOx-Gas gelöst wird, bevor es mit dem CaO des Kalkhydrats reagiert. Diesem Phänomen entsprechend wird in der Druckschrift vorgeschlagen, für die trockene SOx-Abgasreinigung ein feuchtes Kalkhydrat mit adsorbierter Feuchte zwischen 3 und 25 Gew.-% zu verwenden.
Die DE 10 2009 045 278 A1 beschreibt mineralische, Calcium basierte, aufbauagglomerierte poröse Granalien, die einen zumindest 80 Gew.-% Calciumcarbonat (CaC03) enthaltenden Kern (Mutterkorn) sowie zumindest eine den Kern umhüllende, Calciumhydroxid (Ca(OH)2) enthaltende Aufbauagglomera- tionsschicht aufweisen, wobei die Granalien einen Calciumhydroxidanteil von zumindest 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamttrockenmasse der Granalie, enthalten und eine im Wesentlichen kugelförmige Gestalt sowie eine BET- Oberfläche von zumindest 8 m2/g haben. Diese bekannten Granalien sollen Mikroporen, Mesoporen und Makroporen aufweisen. Zudem kann der Was- sergehalt der bekannten Granalien 2 bis 20 Gew.-% betragen.
Es wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung erkannt, dass der hohe Wassergehalt und die Porosität dieser bekannten Granalien auch nicht die erwartete hohe SOx-Abscheideleistung erbringen und dass sich wie bei den Kalkhydrat-Granalien ohne „Mutterkorn" ein au ßenschaliger, den Abscheidefortschritt behindernder verbrauchter Absorptionsbereich bildet und im Innern der Granalien noch relativ viel unverbrauchtes bzw. ungenutztes Kalkhydrat vorhanden ist. Offenbar steht das bei Raumtemperatur adsorbierte Wasser in den Granalien nicht wie beim adsorptiv gebundenes Wasser aufweisenden pulverförmigen Kalkhydrat reaktionsfördernd bei den hohen Temperaturen zur Verfügung, bei denen die Absorptionsprozesse bzw. die Abgasreinigung ab- laufen. Diese hohen Temperaturen werden bekanntlich durch Abgastemperaturen z. B. zwischen 100 und 900° C generiert. Es scheint eine Art Verstopfung durch die Calciumsulfatbildung in den äußeren Randbereichen der Granalien stattzufinden, so dass das weitere Eindringen von Gas in das Innere der Granalien behindert wird.
Aufgabe der Erfindung ist, mindestens eine SOx-absorbierende Calciumver- bindung aufweisende Granulate zu schaffen, bei denen der Absorptionsfortschritt ins Innere bei der Abgasreinigung nicht merklich behindert wird und die somit einen höheren Ausnutzungsgrad für die SOx-Abscheidung gewährleis- ten.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den von diesem Anspruch abhängigen Ansprüchen angegeben.
Im Rahmen der Erfindung soll unter dem Begriff „gepresste Formkörper" - im Folgenden auch Presslinge genannt - Körper verstanden werden, die hergestellt sind durch Pressen bzw. Kompaktieren bzw. Verdichten von feinteiligen Stoffen unter Verwendung von maschinell arbeitenden Pressen mit formge- benden Werkzeugen. Die Formkörper können, wie oben bereits angegeben, beliebige Raumformen aufweisen. Die Rauminhalte liegen z. B. zwischen 0,03 und 40, insbesondere zwischen 0,04 und 5 cm3. Gleiches gilt bezüglich der Rauminhalte, vorzugsweise auch für die durch Brechen der Formkörper erzeugten gepressten Körner.
Die im Rahmen der Erfindung verwendeten SOx absorbierenden Calciumver- bindungen sind vorzugsweise Produkte, die Calciumhydroxid (Ca(OH)2) - im Folgenden auch Kalkhydrat genannt - in Mengen über 80 Gew.-% und/oder feinteiliges Calciumcarbonat (CaC03) - im Folgenden auch Kalksteinmehl ge- nannt - in Mengen über 90 Gew.-% enthalten. Unter dem Begriff „Mehl" fallen im Rahmen der Erfindung gleichermaßen die Begriffe Pulver, Puder, Staub, od. dgl. mit Korngrößen bis 250, insbesondere bis 90 μιη.
Die Erfindung sieht das Vorhandensein von Kalkhydrat und/oder Kalkstein- mehl in einem Pressling bzw. in den gepressten Körnern zur SOx-Abscheidung aus Abgasen thermischer Prozesse vor. Es liegt im Rahmen der Erfindung, neben diesen wesentlichen Bestandteilen weitere Entschwefelungsmittel, z. B. Magnesiumhydroxid und/oder Calciumoxid in Form von Weissfeinkalk und/oder Natriumhydrogencarbonat in den Presslingen bzw. den gepressten Körnern zu verwenden. Diese weiteren Bestandteile sollten in den Presslingen bzw. Körnern nicht mit mehr als 20 Gew.-% enthalten sein. Die Presslinge o- der die gepressten Körner können au ßerdem bis z. B. 20 Gew.-% weitere Ad- sorptions- und/oder Absorptionsmittel wie z. B. Aktivkohle oder -koks od. dgl. enthalten, so dass z. B. auch andere Schadstoffe oder -gase wie Quecksilber aus zu reinigenden Abgasen entfernt werden können.
Die erfindungsgemäßen Presslinge bzw. die gepressten Körner können außerdem Bindemittel enthalten, die eine Verfestigung der Presslinge nach dem Pressen bewirken. Beispiele dafür sind Carboxyl-Methylcellulose, Stärke, Glu- cose, Alginate, Melasse, Ligninsulfonate, Tonminerale, insbesondere Bentonit. Dementsprechend können auch die gepressten Körner diese Bindemittel enthalten.
Die Erfindung ist im Wesentlichen dadurch charakterisiert, dass die Presslinge und gepressten Körner neben Kalkhydrat- und/oder Kalksteinmehlteilchen zerfaserte Cellulosefasern in Form von zerfasertem Papiermaterial und/oder zerfasertem Kartonmaterial und/oder zerfasertem oder zermahlenem Holz enthalten. Die Begriffe„zerfasertes Papiermaterial" und„zerfasertes Kartonmaterial" beinhalten im Rahmen der Erfindung ein Material ausgebildet aus Papier- bzw. Kartonfasern, wobei das Material z. B. aus im trockenen Zustand mit Zerkleinerungsmaschinen auf hohe Feinheit zerfasertem Papier oder Karton herge- stellt ist. Die hohe Feinheit bedeutet, dass die Faserlänge z. B. zwischen 0, 1 und 5 mm, insbesondere zwischen 0, 1 und 2 mm bei einem Schlankheitsgrad der Fasern (Länge zu Durchmesser) z. B. zwischen 10 zu 1 und 5 zu 1 . Die Holzfasern sind z. B. zwischen 1 und 5 mm lang bei einem Schlankheitsgrad wie die Papierfasern. Das Holzmehl hat z. B. Fasern mit Längen zwischen 0, 1 und 1 mm bei einem Schlankheitsgrad z. B. von 1 ,0 mm.
Papierfasern 0 - 2 mm hoher Schlankheitsgrad der Fasern
Holzfasern 0 - 5 mm hoher Schlankheitsgrad der Fasern
Holzmehl 0 - 1 mm niedriger Schlankheitsgrad der Fasern
Die Erfindung betrifft somit insbesondere ein Gasabsorptionsgranulat ausgebildet zur Verwendung als HCl und SOx-Absorptionsgranulat vorzugsweise in einem einem Verbrennungsaggregat nachgeschalteten Feststoff-Abgasreaktor aufweisend mit einem Pressverfahren aus feinteiligen Stoffen hergestellte Formkörper und/oder eine aus gepressten Formkörpern durch Zerkleinern hergestellte Granulatkörnung, wobei die Formkörper des Granulats und die zerkleinerten Körner der Granulatkörnung in ihrer Matrix als SOx- Absorptionsmittel Kalkhydrat und/oder Kalksteinmehl aufweisen und feinteili- ges zerfasertes Papiermaterial und/oder feinteiliges zerfasertes Kartonmaterial sowie zudem vorzugsweise adsorbiertes Wasser, insbesondere einen Wassergehalt bis 30 Gew.-% bezogen auf die Menge aus dem Absorptionsmittel und dem zerfaserten Material.
Vorteilhaft ist ein Gasabsorptionsgranulat mit folgenden Zusammensetzungen bezogen auf das Gemisch aus Absorptionsmittel und zerfasertem Material:
- Kalkhydrat und/oder Kalksteinmehl 99,5 bis 90, insbesondere 99 bis 95 Gew.-% zerfasertes Material 0,5 bis 10, insbesondere 1 bis 5 Gew.-%. Das zerfaserte Cellulosematerial, insbesondere das zerfaserte Papiermaterial und das zerfaserte Kartonmaterial, - im Folgenden auch lediglich zerfasertes Material genannt - besitzen die Fähigkeit, Wasser z. B. kapillar in den Press- lingen und den Körnern derart zu speichern, dass Wasser auch noch bei höheren Temperaturen wie sie z. B. in Verbrennungsaggregaten nachgeschalte- ten Abgasreinigungsanlagen auftreten, in ausreichender Menge in den Press- lingen bzw. den Körnern zur Verfügung steht und in bekannter Weise die Reaktion zwischen den SOx-Gasen und den Kalkhydratteilchen und/oder den Kalksteinmehlteilchen begünstigen kann, indem z. B. auch in dem zerfaserten Papiermaterial und dem zerfaserten Kartonmaterial Wasser zur Lösung von SOx-Gasen gespeichert vorhanden ist und aus der Lösung eine Calciumsul- fatbildung stattfinden kann. In jedem Fall bewirkt das Wasser speichernde zerfasernde Material eine Erhöhung des Abscheidegrads der SOx-Gase.
Es wird synergistisch auch bewirkt, dass nahezu das gesamte Calcium basier- te Absorptionsmittel eines Presslings oder eines gepressten Korns mit dem SOx-Gas zu Calciumsulfat reagieren kann, ohne dass äu ßere Reaktionsschichten den Reaktionsfortschritt merklich blockieren. Eine„Verstopfung" wie sie bei Presslingen oder gepressten Körnern ohne zerfasertes Material auftritt, kann vermieden werden. Ein wesentlicher weiterer synergistischer Effekt ist, dass das zerfaserte Material den Pressvorgang bei der Presslingsherstellung als Presshilfsmittel begünstigt, indem weniger Presskraft erforderlich ist zur Herstellung von Presslingen bestimmter Festigkeit. Diese Wirkung von zerfasertem Papier und zerfasertem Karton bei der Herstellung von Briketts aus feinteiligen Stoffen ist aus der EP 621 800 B2 bekannt. In diesem Stand der Technik wird u. a. die Brikettierung von Branntkalk unter Verwendung von auf hohe Feinheit zerkleinerten Papierfasern aus Zeitungspapier beschrieben.
Bekannt ist aus der DE 1 1 12 003 A2, Kalkhydrat mit 6 bis 7 % Wasser durch Pressen zu brikettieren und die Formlinge in einem Schachtofen zu brennen. Die erfindungsgemäßen Granulate werden z. B. mit Schüttgewichten zwischen 0,6 und 1 ,3, insbesondere zwischen 0,7 und 1 , 1 hergestellt und verwendet. Die Presslinge und die gepressten Körner weisen zweckmäßigerweise adsorp- tiv gebundenes Wasser in Mengen zwischen 0 und 30, insbesondere zwischen 5 und 25 Gew.-% auf. Sie besitzen eine ausreichende Festigkeit, insbe- sondere eine ausreichende Abriebfestigkeit, so dass sie in den bekannten mit Granulaten betriebenen Abgasreinigungsanlagen zur SOx-Abscheidung verwendet werden können, ohne dass störender Staub entsteht.
Die Verwendung des zerfasernden Materials erbringt insbesondere die folgen- den Vorteile:
• Es wird eine Porosität bzw. Kapillarität erzielt, die die Diffusion von Schadgasen ins Innere der gepressten Formkörper bzw. der gepressten gebrochenen Körner und damit auch die Abscheideleistung verbessert; · Es wird ein Wasserreservoir geschaffen, das zur Erhöhung der Abscheideleistung beiträgt;
• Es können Abfallprodukte in Form von Altpapier und/oder Kartonmaterial verwendet werden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, vor dem Pressen oder beim Pressen wahlweise Additive den Mischungen zuzusetzen wie z. B. Stärke, Glucose, Methyl- cellulose, Alginate und Melasse, Tonminerale, insbesondere Bentonit z. B. zur Steigerung der Presslingsfestigkeit und/oder der Abriebfestigkeit der Presslinge oder der gepressten Körner. Die Additive sollten jedoch nicht zu mehr als 10 Gew.-%, insbesondere nicht mehr als 7 Gew.-% in einem Pressling oder in einem gebrochenen, gepressten Granulatkorn vorhanden sein.
Die folgende Tabelle enthält in Gew.-% bevorzugte trockene pulvrige Dosierungen von Komponenten für die Verpressung zur Herstellung von erfin- dungsgemäßen Formkörpern. Die Angaben bezüglich des zerfaserten Materials sind so zu verstehen, dass in jedem Fall zumindest ein zerfasertes Material vorhanden sein muss in den angegebenen Mengen, wobei die Menge u. a. auch nach der gewünschten Wasserspeicherkapazität bestimmt ist. Die Zusatzmittel werden nicht obligatorisch verwendet. Wenn sie aber verwendet werden, dann in den angegebenen Mengen, wobei auch dabei mehrere Zusatzmittel in einer Dosierung verwendet werden können. Die obere angegebe- ne Grenze der jeweiligen Menge eines zerfaserten Materials gilt insbesondere für die maximale Menge, wenn nur dieses eine Material enthalten ist. Der etwaige Rest zu 100 Gew.-% ergibt sich aus dem Zusatz eines Zusatzmittels und/oder eines anderen zerfaserten Materials. Für die Zusatzmittel gilt, dass die angegebene Menge die obere Grenze ist, wenn das jeweilige Zusatzmittel allein zugesetzt wird.
Tabelle
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Die erfindungsgemäßen Dosierungen werden gemischt und es wird ein Wassergehalt bis 30, insbesondere 5 und 25 Gew.-%, bezogen auf den Absorber und das zerfaserte Material, z. B. vor dem Pressen z. B. vor dem oder beim Mischen eingestellt. Die Einstellung des Wassergehalts kann somit erfolgen, indem die trockenen Bestandteile der Mischung im Mischer befeuchtet wer- den. Die Einstellung kann aber auch erfolgen, indem ein Mischungsbestandteil oder mehrere Mischungsbestandteile verwendet werden, die vor dem Einbringen in die Mischung schon eine bestimmte adsorptiv gebundene Wassermenge aufweisen. Vorteilhaft ist, Kalkhydrat zu verwenden, das zwischen 5 und 30, insbesondere zwischen 15 und 25 Gew.-% adsorbiertes Wasser aufweist und/oder ein zerfasertes Material zu verwenden, das bis 15, insbesondere bis 10 Gew.-% adsorbiertes Wasser aufweist.
Nach dem Mischen werden Formkörper aus der Mischung durch Pressen bzw. Verdichten in einer Pressvorrichtung erzeugt. Das Pressen erfolgt zweckmä- ßigerweise in kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeitenden Verdichtungsvorrichtungen für nicht plastische Massen, z. B. mit Walzenpressen oder Stempelpressen. Beispielsweise können mit Walzenpressen Schülpen erzeugt werden, und diese Formlinge werden durch Brechen zerkleinert und anschließend klassiert, woraus ein erfindungsgemäßes Gasabsorptionsgranulat aus gepressten Körnern resultiert. Oder es können Formkörper mit regelmäßigen oder unregelmäßigen geometrischen Raumformen in Form von Presslingen erzeugt werden, z.B. mittels Stempelpressen, wobei dann diese Formkörper das erfindungsgemäße Granulat bilden. Man kann aber auch diese gepressten Formkörper mit den regelmäßigen oder unregelmäßigen Raumformen zerklei- nern, um ein Granulat aus gepressten Körnern bestimmter Körnung zu erzeugen.
Die zerkleinerten Granulatkörner weisen durch Siebung erzeugte Kornverteilungen z. B. wie folgt auf:
0 - 2 mm 0 bis 20 Gew.-%, insbesondere 5 bis 15 Gew.-%
2 - 12 mm 80 bis 100 Gew.-%, insbesondere 85 bis 95 Gew.-%
> 12 mm 0 bis 20 Gew.-%, insbesondere 0 bis 10 Gew.-%

Claims

Patentansprüche
Gasabsorptionsgranulat ausgebildet zur Verwendung als SOx-und HCl Absorptionsgranulat vorzugsweise in einem einem Verbrennungsaggregat nachgeschalteten Feststoff-Abgasreaktor aufweisend mit einem Pressverfahren aus feinteiligen Stoffen hergestellte Formkörper und/oder eine aus gepressten Formkörpern durch Zerkleinern hergestellte Granulatkörnung, wobei die Formkörper des Granulats und die zerkleinerten Körner der Granulatkörnung in ihrer Matrix aufweisen
- als SOx-Absorptionsmittel Kalkhydrat und/oder Kalksteinmehl
und
- feinteiliges zerfasertes Cellulosefasernmaterial, insbesondere zerfasertes Papiermaterial und/oder feinteiliges zerfasertes Kartonmaterial und/oder zermahlenes oder zerfasertes Holz
sowie zudem vorzugsweise
- adsorbiertes Wasser, insbesondere einen Wassergehalt bis 30 Gew.-% bezogen auf die Menge aus dem Absorptionsmittel und dem zerfaserten Material.
Gasabsorptionsgranulat nach Anspruch 1 ,
dadu rch geken nzeich net, dass
die Formkörper und die zerkleinerten Körner Rauminhalte zwischen 0,03 und 40, insbesondere zwischen 0,04 und 5 cm3 aufweisen.
Gasabsorptionsgranulat nach Anspruch 1 und/oder 2,
geken nzeich net du rch, die folgenden Zusammensetzungen der gepressten Formkörper und der zerkleinerten Körner bezogen auf das Gemisch aus Absorptionsmittel und zerfasertem Material:
- Kalkhydrat und/oder Kalksteinmehl 99,5 bis 90, insbesondere 99 bis 95 Gew.-%
- zerfasertes Material 0,5 bis 10, insbesondere 1 bis 5 Gew.-%.
Gasabsorptionsgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadu rch geken nzeich net, dass
der Wassergehalt des Granulats zwischen 0 und 30, insbesondere zwischen 5 und 25 Gew.-% liegt.
Gasabsorptionsgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
4,
dadu rch geken nzeich net, dass
das Schüttgewicht des Granulats zwischen 0,6 und 1,3, insbesondere zwischen 0,7 und 1,1 kg/dm3 liegt.
Gasabsorptionsgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
5,
dadu rch geken nzeich net, dass
die Granulatkörnung die folgende Kornverteilung aufweist:
0 - 2 mm 0 bis 20 Gew.-%, insbesondere 5 bis 15 Gew.-%
2 - 12 mm 80 bis 100 Gew.-%, insbesondere 85 bis 95 Gew.-% > 12 mm 0 bis 20 Gew.-%, insbesondere 0 bis 10 Gew.-%
Gasabsorptionsgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadu rch geken nzeich net, dass das Kalkhydrat einen Caiciumhydroxidgehalt über 80, insbesondere über 90 Gew.-% und das Kalksteinmehl einen Calciumcarbonatgehalt über 80, insbesondere über 90 Gew.-% aufweisen.
Gasabsorptionsgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
7,
dadu rch geken nzeich net, dass
die Formkörper und/oder die gepressten Körner weitere Mittel zur SOx- Abscheidung, z. B. Calcium-Magnesiumhydroxid und/oder Natriumhydro- gencarbonat in einer Menge von nicht mehr als 90 Gew.-% aufweisen.
Gasabsorptionsgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
dadu rch geken nzeich net, dass
die Formkörper und/oder die gepressten Körner weitere Adsorptionsund/oder Absorptionsmittel, z. B. Aktivkohle oder -koks in einer Menge bis zu 20 Gew.-% aufweisen.
Gasabsorptionsgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dadu rch geken nzeich net, dass
die Formkörper und/oder die gepressten Körner Bindemittel enthalten, die eine Verfestigung der gepressten Formkörper nach dem Pressen bewirken, insbesondere in Form von Carboxyl-Methylcellulose, Stärke, Gluco- se, Alginate, Melasse, Ligninsulfonate, Tonminerale, insbesondere Ben- tonit.
Gasabsorptionsgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
dadu rch geken nzeich net, dass
die Formkörper und/oder die gepressten Körner die folgenden Zusammensetzungen in Gew.-% aufweisen: Absorber zerfasertes Material Zusatzmittel
Kalkhydrat 90-99 zerfasertes 0,5-10 Stärke 0-5
Altpapier
Kalksteinmehl 90-99 zerfaserter 1 - 10 Glucose 0-5
Karton
Kalkhydrat 90-99 Holzfasern 0,5- 10 Methylcellulose 0- 1 plus
Kalksteinmehl
Holzmehl 1 - 10 Alginat 0-3
Melasse 0-3
Ligninsulfonat 0-5
Tonmineral 0 - 10
Bentonit 0 - 10
12. Verfahren zur Herstellung eines Gasabsorptionsgranulats nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 ,
dadu rch geken nzeich net, dass
die trockenen pulverförmigen Bestandteile und Wasser gemischt werden, das Gemisch anschließend in einer kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeitenden Verdichtungsvorrichtung gepresst wird, wobei die folgenden Dosierungen der trockenen Bestandteile verwendet werden:
Absorber zerfasertes Material Zusatzmittel
Kalkhydrat 90-99 zerfasertes 0,5-10 Stärke 0-5
Altpapier
Kalksteinmehl 90-99 zerfaserter 1 -10 Glucose 0-5
Karton
Kalkhydrat 90-99 Holzfasern 0,5-10 Methylcellulose 0- 1 plus
Kalksteinmehl
Holzmehl 1 - 10 Alginat 0-3
Melasse 0-3
Ligninsulfonat 0-5
Tonmineral 0 - 10
Bentonit 0 - 10 Verfahren nach Anspruch 12,
dadu rch geken nzeich net, dass
vor oder während des Mischens ein Wassergehalt bis 30, insbesondere zwischen 5 und 25 Gew.-% bezogen auf das Absorptionsmittel und das zerfaserte Material eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 und/oder 13,
dadu rch geken nzeich net, dass
ein Kalkhydrat verwendet wird, das zwischen 5 und 30, insbesondere zwischen 15 und 25 Gew.-% adsorbiertes Wasser aufweist und/oder ein zerfasertes Material verwendet wird, das bis 15, insbesondere bis 10 Gew.- % adsorbiertes Wasser aufweist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14,
dadu rch geken nzeich net, dass
zum Pressen Walzenpressen verwendet und Schülpen hergestellt werden und dass die Schülpen anschließend zur Bildung der gepressten Körner durch Brechen zerkleinert werden und das zerkleinerte Material klassiert wird.
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