DE2449845C3 - Mittel zum Abtrennen von Stickstoffoxiden aus Gasen sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Mittel zum Abtrennen von Stickstoffoxiden aus Gasen sowie Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Mittel zum Abtrennen von Stickstoffoxiden aus Gasen sowie ein Verfahren zu
seiner Herstellung und zu seiner Verwendung.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 07 619 ist es bekannt, das Stickstoffmonoxid mit einem Absorptionsmittel
zu behandeln, das das Stickstoffmonoxid zunächst zu Stickstoffdioxid oxidiert und letzteres
absorbiert. Als Oxidationsmittel werden Alkalimanganat oder ein Gemisch aus einer Alkali-Verbindung mit
einer manganhaltigen Substanz als alkalisches Oxidationsmittel empfohlen.
Wenn man jedoch große Gasmengen reinigen muß, beispielsweise die Abluft von Fcuerstellen, von Brennern,
fotochemische Abgase oder auch die Luft von größeren Räumen oder Sälen, dann werden von den
bisher bekannten Stoffen relativ große Mengen gebraucht, weil deren Wirksamkeit für die Beseitigung
der Stickstoffoxide nicht den erhöhten Anforderungen entspricht. Außerdem werden die Reinigungsvorrichtungen,
die mit den bekannten Mitteln arbeiten, zu groß und unhandlich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mittel zur Abtrennung von Stickstoffoxiden aus Gasen
zu finden, das eine höhere Bindungswirkung für die Stickstoffoxide als die bislang bekannten Mittel besitzt
und das sich leicht herstellen und behandeln läßt, trocken arbeitet und bezüglich anfallender Nebenprodukte
problemlos ist.
Gemäß der Erfindung erfüllt diese Forderung ein Mittel, das aus (A) Calciumsulfat und/oder Calciumhydroxid
und (B) Natriumchlorit oder Kalium- und/oder Nalriumpcrmanganat besteht. Die an sich durch die
Luftfeuchtigkeit vor allem bei Anwesenheit von Schwefeldioxid leicht auftretende Zersetzung des
Natrium-Chlorits wird crfindungsgemäß durch die
Verwendung von Calciumsulfat oder Calciumhydroxid unterbunden, das das Wasser, teilweise begünstigt durch
den Kohlendioxidgchalt der Luft, bindet. Die Calcium-Vcrbindung kann daher mit Natrium-Chlorit in beliebigem
Verhältnis gemischt und dann granuliert werden.
Die Calcium-Verbindung vornehmlich das Calciumhydroxid erweist sich darüber hinaus als guter Stabilisator
für das Oxidationsmittel, insbesondere das Chlorit. Die Calcium-Verbindung wirkt auch insofern vorteilhaft, als
sie das bei der oxidativen Zersetzung des Natrium-Chlorits
entstehende Chlor durch Bildung eines Calcium-Oxid-Chlorits sogleich bindet. Ferner ist vorteilhaft, daß
das Natrium-Chlorit nahe der Oberfläche des granulierten Produkts leicht rekristallisiert während des Austrocknens,
und zwar aufgrund der unterschiedlichen Wasserlöslichkeit der im Granulat enthaltenen Stoffe.
Da die Calcium-Verbindung, insbesondere das Calcium-Hydroxid, stets in der Nachbarschaft von Natrium-Chlorit
vorhanden ist, wird durch die Chlor absorbierende Eigenschaft der Calcium-Verbindung sowie unterstützt
durch die innere Struktur des Granulats das erfindungsgemäß verwendete Natriumchlorit ausgezeichnet
stabilisiert. Ähnliche Verhältnisse liegen vor, wenn statt Natriumchlorit erfindungsgemäß Kalium-Permanganal
und/oder Natrium-Permanganat verwendet werden.
Zweckmäßige Weiterführungen der Erfindung, insbesondere bevorzugte Mischungsverhältnisse der genannten
Verbindungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Fig. 1 zeigt schematisch eine geeignete Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt die Ergebnisse von Vergleichsveisuchen
der NO-Ablrennraten in einem Fall, bei dem NaCIÜ2 als erfindungsgemäße Verbindungsart und eine
gewöhnliehe Verbindung für ein Verbrennungsabgas verwendet werden. Fig. 3, 4 und 5 betreffen jeweils
einen mittleren Bereich an NaClo2 und zeigen die Ergebnisse, gemäß denen sich der NO-Abtrenn-Wirkungsgrad
mit den Konzentrationsverä'nderungen der Bestandteile in jeder Komposition verändert. Eines der
Verhältnisse ist jeweils in einer der Figuren konstant gehalten. Fig. 6 zeigt die NO-Abtrenn-Geschwindigkeit
in einem Fall, bei dem NaCK)2 gemäß der Erfindung
mit einem Verbrennungsabgas in Kontakt gebracht wird. F i g. 7 zeigt Ergebnisse mit einer KMnÜ4
enthaltenden Verbindungsgruppe anhand des NO-Abtrenn-Wirkungsgrades.
F i g. 8 zeigt die NO-Abtrenngeschwindigkeit bei der Verwendung von KMnO4
enthaltenden Verbindungen gemäß der Erfindung für Verbrennungsgas. Fig.9 zeigt die zeitliche Veränderung
der NO-Abtrenngeschwindigkeit für KMnO4-Verbindungen.
Fig. 10 erläutert, auf welche Weise das Mischungsverhältnis von Wasser und Äthanol die
Abtrennung von NOx beeinflußt. F i g.! i schließlich zeigt einen Vergleich des NO und SO2-Abtrennwirkungsgrades
bei verschiedenen Windgeschwindigkeiten für den Fall, daß die erfindungsgemäße Verbindung als
Luftreinigungsfilter Verwendung findet. F i g. 12 endlich zeigt einen Vergleich des NO-Abtrennwirkungsgrades
und des Druckverlustes mit Windgeschwindigkeiten für den Fall, daß die erfindungsgemäße Verbindung auf
einem gasdurchlässigen Filter abgelagert ist.
Natrium-Chlorit (NaCKIh) und Kalium Permanganat (KMnO4) werden in bezug auf den NO-Abtrenn-Wirkungsgrad
als überlegen betrachtet, weil die chemische Reaktion zusammen mit der Oxidation des NO extrem
schnell abläuft.
Daher wurde eine Gruppe von Trockenabsorptionsstoffen mit Natriumchlorit (NaClO2), Kalium-Permanganat
(KMnO4) als Haupt-Komponenten des Verfahrens geprüft. Zunächst wurde eine Mischung mit den
anderen Stoffen, in welcher NaCIO2 als Hauptkomponente
diente, in zwei Verfahrensarten geprüft. Eine dieser beiden Verfahrensarten besteht darin, ein
Trägermaterial mit NaClO2 zu imprägnieren, während das andere Verfahren vorsieht, daß die anderen Stoffe
mit NaCIO2 gemischt und gewaschen werden.
Die Erfinder haben durch Vergleiche etwa einer Zweikomponentengruppe von NaClO2 und anderen
Stoffen gemäß dem Imprägnierungsverfahren und gemäß dem Misch- und Waschverfahren Untersuchungen
ausgeführt. Die durch Vergleiche nach dem Imprägnierungsverfahren und dem Misch- und Waschverfahren
untersuchten Stoffe sind die folgenden:
Aktivierte Holzkohle, verschiedene Molekularsiebe, Silica-Gel, aktivierte Tonerde, Natronkalk, gebrannter
Gips, Bentonit, gelöschter Kalk, Ätzkalk, Calcium-Chlorid.
Die ersten sechs Stoffe sind normalerweise als Absorptionsstoffe bekannt, jedoch gemäß den einzelnen
ausgeführten Untersuchungen ergab es sich, daß sie überhaupt kein'.: NO-Abtrennfähigkeit besaßen.
In diesem Fall wurde die Vorrichtung gemäß Fi g. 1
verwendet. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 21 eine NO2-Flasche. Das Bezugszeichen 22
bezeichnet eine NO-Flasche mit 1000 ppm NO-Konzentration. Die zu jeder Flasche gehörenden Ventile sind
mit 23 und 24 bezeichnet. In dem Mixer wird NO2 und NO gemischt. In dem Quarzglas-Reaktionsgefaß 26
wird vom Eingang 27 her das aus dem Mischer 25 stammende Gasgemisch eingeleitet und reagiert mit
Proben 29, die in das Gefäß eingefüllt werden. Aus dem Reaktionsgefäß 36 entlassenes Gas verläbt dieses durch
einen Auslaß 29; Das Reaktionsgefäß 26 ist mit einem Heizer 30 aufhe'zbar. Dabei rep.elt ein Temperaturregler
31 den durc'^ den Heizer 30 fließenden Strom und stellt damit sicher, daß die Temperatur des Reaktionsgefäßes
26 konstant bleibt. Bei 32 wird die Temperatur aufgezeichnet. In dem Analysegerät 33 wird die
Konzentration des Stickstoffoxids NO.v gemessen. 34 bezeichnet den zugehörigen Schreiber. In dieser
Vorrichtung wird das NO-Gas von 1000 ppm in Nj
gelöst und in den Mixer 25 genügend vermischt und wird
dann in das Reaktionsgefäß 26 eingeleitet. Die NOx-Konzeniration des Gases, das in das Reaktionsgefäß
eingeführt wurde, wird von dem Analysegerät 33 gemessen. Ferner wird die NOx-Konzentration des das
Reaktionsgefäß 26 verlassenden Gases gemessen, um den NOx-Abtrenn-Wirkungsgrad der Proben 29 zu
messen. Dies wurde unter den folgenden Bedingungen ausgeführt:
Temperatur
der Proben-Schicht 29:
Probenmenge:
Gasdurchsatz:
Volumengeschwindigkeii
Probenmenge:
Gasdurchsatz:
Volumengeschwindigkeii
(SV-Wert):
30, 50.100 (= C) 20 (ml)
5,5 l/min
5,5 l/min
1650Oh-'.
Die Stoffgruppen, bei denen eine ausreichende Fähigkeit zur Abtrennung von Stickstoffmonoxid
festgestellt wurde, sind die folgenden:
Gips (CaSO4 · V2 -H2O) getränkt mit einer 5°/oigen
wäßrigen Lösung; aktivierte Tonerde getränkt mit 50%iger NaCIO2-Lösung;
Gips (CaSO4) gemischt mit NaCIO2 im Verhältnis
von 3 :2 und gewaschen; gelöschter Kalk (Ca(0H)2 gemischt mit NaCIO2 im Verhältnis 3:2 und
gewaschen.
Es gibt gewisse optimale Zusammensetzungen
jo bezüglich der Tränkungskonzentration von NaClO2 und
beim Vermischen und Waschen bei den vier genannten Rezepturen. Bei den angegebenen Verbindungen,
wurden die höchsten Leistungen erreicht. F i g. 2 zeigt einen Leistungsvergleich. Bei dem der F i g. 2 zugrunde-
S3 liegenden Experiment wurde ein Abgas (NO : 170 ppm)
eines mit Propan-Gas betriebenen Bunsen-Brenners mit einer Volumengeschwindigkeit von SV = 12 000 pro
Stunde und einer Temperatur von 2000C erzeugt. In Fig. 2 ist mit A eine Mischung aus gesäubertem Gips
und NaCIO2 im Gewichtsverhältnis 3 :2 bezeichnet,
während B den Gips bezeichnet, der mit einer 5%igen wäßrigen NaC!O2-Lösung imprägniert wurde und C
aktivierte Tonerde angibt, die mit 50°/oiger wäßriger NaClO2-Lösung imprägniert wurde. Wie sich aus F ι g. 2
ergibt, besitzt die gemischte und gereinigte Stoffgruppe A zwischen Gips und Natriumchlorit überlegenere
NO-Abtrennfähigkeiten als der Imprägnierungstyp C. F i g. 3 zeigt die Einflüsse in zeitlicher Abhängigkeit der
NO-Abtrenngeschwindigkeit für verschiedene Mi-
-)0 ochungsverhältnisse, und zwar bedeuten Graph A: Gips
(d. h. Calciumsulfat) und Natrium-Chlorit, Graph B: gelöschter Kalk (d. h. Calcium-Hydroxid) und Natrium-Chlorit
und Graph C: Gips, gelöschter Kalk und Natrium-Chlorit. Die angegebenen Mischungsverhält-
V) nisse bedeuten Gewichtsverhältnisse. Wie aus F i g. 3
erkannt werden kann, ist es bei der Gruppe aus Gips/Natrium-Chlorit erwünscht, daß das Mischungsverhältnis
von Gips zu Natrium-Chlorit im Bereich von 100 : 1 bis I : IO liegt. In ähnlicher Weise ist es selbst in
ho der Gruppe B aus gelöschtem Kalk und Natrium-Chlorit
erwünscht, daß das Mischungsverhältnis von gelöschtem Kalk zu Natrium-Chlorit im Bereich von 100 : 1 bis
1.10 liegt. Auch in der Dreikomponentengruppe C aus Gips/gelöschtem Kalk/Natrium-Chlorit ergibt sich eine
to viel bessere NO-Abtrennfähigkeit als mit Zwei-Komponenten.
Die Fig. 4 und 5 zeigen die Einflüsse der Konzentrationsveränderungen auf die NO-Abtrenngeschwindigkeit
für die Dreikomponenten-Gruppe aus
Gips/gelöschtem Kalk/Natrium-Chlorit. In Fig. 4 ist
das Verhältnis aus Gips + gelöschtem Kalk zu NaClOj
auf 3 : 2 festgehalten, während das Mischungsverhältnis von Gips zu gelöschtem Kalk verändert wird. In F i g. 5
ist das Verhältnis von Gips zu gelöschtem Kalk auf 1 : 1 ■-> festgehalten, während Natrium-Chlorit verändert wird,
wobei Gips + gelöschter Kalk 3 ist. Die Anfangskonzentration des zugeführten Gases beträgt NO = 85
ppm, wobei die Volumengeschwindigkeit SV = 16 500 pro Stunde und die Temperatur 30°C betragen. Das ι υ
beste Abtrennergebnis erhält man in der Zusammensetzung 3/3/4 Gewichtsteile Gips/gelöschter Kalk/Natrium-Chlorit.
Daraus wird deutlich, daß das Mischungsverhältnis für Caicium-Hydroxid und Calciumsulfat
optimal in der Dreikomponentenklasse C sein wird. Das ι >
Mischungsverhältnis zwischen Natrium-Chlorit und einer Mischung aus Caicium-Hydroxid und dem
Calcium-Sulfat wird möglichst im Bereich von 1 : 100 bis 10 : I Gewichtsteile gehalten.
Calcium-Sulfat und das Caicium-Hydroxid dienen als
Träger für Natrium-Chlorit und verbessern den Kontaktwirkungsgrad des Natrium-Chlorits mit dem
NO aufgrund der größeren spezifischen Oberfläche. Da Caicium-Hydroxid alkalisch ist, wird es das NO2
absorbieren und als Zwischenprodukt abtrennen, das 2"> noch nicht genügend durch die Reaktion von Natrium-Chlorit
und NO umgesetzt wurde.
Fig. 6 zeigt die Calcium-Abtrennung von NO aus einem Verbrennungsgas. Das durch Abtrennen von
Propan durch einen Bunsenbrenner erzeugte Abgas jo wird mit einer erfindungsgemäßen Verbindung bei einer
Strömungsgeschwindigkeit von SV = 12O00 pro
Stunde und einer Temperatur von 2000C zusammengebracht.
Die ΝΟλ-Konzentration in dem Abgas beträgt 180 ppm und der NO-Anteil beträgt 95% oder mehr. In r,
Fig. 6 zeigt A eine Mischung aus Calcium-Sulfat und Natrium-Chlorit im Gewichts"~rhältnis 3 :2, B eine
Mischung aus Caicium-Hydroxid und Natrium-Chlorit im Verhältnis 3 :2, C eine Mischung aus Caicium-Hydroxid,
Calcium-Sulfat und Natrium-Chlorit im Verhältnis 3 :4. D zeigt ein konventionelles Beispiel, bei dem
eine 50%ige wäßrige Lösung von Natrium-Chlorit als Imprägniermittel für aktivierte Lösung von Natrium-Chlorit
als Imprägniermittel für aktivierte Tonerde diente. A. Sund Cwurden zunächst zusammengegeben,
vermischt und unter Zugabe von Wasser gereinigt; dann wurden sie in geeignete Form gebracht, getrocknet und
zerkleinert und dann durch ein Sieb von 6 bis 8 Maschen ausgedrückt. Wie man aus Fig.6 erkennt, haben die
Präparate A, Bund Cgemäli der Erfindung bemerkenswert
überlegenere Eigenschaften NO abzutrennen, als das konventionelle Beispiel D.
Nachfolgend wird die Beziehung zwischen dem Mischungsverhältnis und der NO-Abtrenngeschwindigkeit
bezüglich der Gruppe KMnO4ZCaSO4, der Gruppe
KMnO4/Ca(OH)2 und der Klasse KMnCVCa(OH)2
betreffend KMnO4 untersucht Die Ergebnisse sind in F i g. 7 eingetragen. Es bedeutet A die Gruppe
KMnO4ZCa(OH)2ZCaSO4, B bedeutet die Gruppe
KMnO4ZCa(OH)2. während Cdie Klasse KMnO4ZCaSO4 bo
zeigt Die NO-Konzentration des verwendeten Gases betrug 85 ppm, die Volumengeschwindigkeit betrug
17 000 pro Stunde und die Temperatur war 30° C. F i g. 7
zeigt, daß das Mischungsverhältnis von Kalium-Permanganat
und Calcium-Sulfat gemäß C das Gewichts- b5 verhältnis von 1/500 bis 1:1 betragen soll, wenn ein
anfängliches Abtrennverhältnis von 70% angestrebt wird, das Mischungsverhältnis von Kalium-Permanganat
und Caicium-Hydroxid gemäß B liegt zwischen 1/400 bis 1:1, während in ähnlicher Weise das
Mischungsverhältnis von Kalium-Permanganat mit einer Mischung aus Caicium-Hydroxid und Calcium-Sulfat
gemäß A ein Verhältnis 1/500 bis 1 : I haben sollte (das Mischungsverhältnis von Caicium-Hydroxid zu
Calcium-Sulfat ist jedoch beliebig).
F i g. 8 zeigt die NO-Abtrennfähigkeit für Präparat A,
B und C angewandt auf ein Verbrennungsgas. Weiter bedeutet in Fig. 8 das D ein konventionelles Beispiel,
bei dem ein aktivierter Tonerdeträger mit einer 5%igen KMnO4-LoSUHg imprägniert wurde. In diesem Experiment
wurde das Abgas durch Abbrennen von Propan in einem Bunsenbrenner erzeugt und in eine gepackte
Schicht der genannten Zusammensetzung mit einer Volumengeschwindigkeit von SV = 12 000 pro Stunde
eingeleitet. Die NO-Konzentration des Abgases betrug 180 ppm, die Temperatur der gepackten Schicht 200"C.
Weiter zeigt Fig. 9 die NO-Abtrennungsgeschwindigkeit,
die mit den Präparaten A, B, C und D dadurch erhalten wurde, daß das Sticksloff-Monoxid von 85 ppm
mit den Verbindungen kontaktiert wurde, wobei das Stickstolf-Monoxid mit Stickstoff im Gleichgewicht
stand und gesättigten Dampf bei einer Temperatur von 30JC mit einer Volumengeschwindigkeit von SV =
17 000 pro Stunde enthielt. Man entnimmt den Fig. 8 und 9, daß die Präparate A, B und C dem
konventionellen Präparat D weit überlegen sind. Von den Präparaten A. B und C sind A, B besser als C. Ein
Vergleich zwischen den F i g. 8 und 9 zeigt, daß jedes Präparat A und B in der NO-Abtrennung aus Abgas
besonders leistungsfähig ist. Das Calcium-Sulfai und das Caicium-Hydroxid dienen als Träger für das KMnO4,
welches als Alkali das NO2 absorbiert.
Um die erfindungsgemäßen Präparate praktisch verwendbar zu machen, ist es notwendig, sie in großen
Mengen in gleichbleibender Qualität und Größe zu granulieren. Hier sei im allgemeinen das Granulieren
durch Brechen, Extrudieren, Überführen, Brikettieren etc. genannt. Von den genannten Granulierungsverfahren
erweist sich für die erfindungsgemäßen Präparate das Extrudierverfahren als das zweckmäßigste. Beim
Granulieren durch Extrudieren werden die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt:
(I)M ischen der Stoffe
— (2) Pulverisieren
— (3) Kneten
— (4) Extrudieren
-* (5) Trocknen.
-* (5) Trocknen.
Der Grund, warum das Granulieren durch Extrudieren den besonderen Vorzug verdient, kann leicht aus
den experimentellen Vergleichsdaten gemäß der NO-Abtrenn-Fähigkeiten der Endprodukte erschlossen
werden, die nach den verschiedenen Granulierungsverfahren hergestellt wurden. Die Tabelle 1 zeigt eine
Mischung aus Caicium-Hydroxid, Calcium-Sulfat und Natrium-Chlorit, im Verhältnis von 3:3:4 Gewichtsteilen.
Die NO-Konzentration des verwendeten Gases betrug 1000 ppm und die Volumengeschwindigkeit
16 000 pro Stunde. Das Abtrennverhältnis der NO* in der Tabelle ist ein Mittelwert von 15 Minuten nach der
Anfangsstufe. Beim Granulieren durch Extrudieren, bei dem als Bindemittel eine Mischung aus Wasser/Äthanol
(C2HsOH) verwendet wurde, erhält man gemäß Tabelle
1 eine überlegene NO-Abtrenn-Fähigkeit.
Granulier-Verfahren
Granulier-Bedingungen
Bindemittel
Bindemittel
Besonderheiten
NOx-Abtrennmenge (%) (Anfangsstufe)
NO-Abtrenn- NO-Abtrenn- Spez.
menge menge Oberfläche
menge menge Oberfläche
(m2/g)
H2O | 1 1 |
Knetperiode: 5 Min. | 10 | |
Extrudieren | H2O | Mahlen Knetperiode: 15 Min. |
100 | |
C2H5OH | 1 1 |
Knctpcriode: 5 Min. | ||
Überführen | U2O | Knetperiode: 5 Min. | 10 | |
H2O C2H5OH |
1 1 |
Knetperiode: 15 Min | 50 | |
Brechen | H2O | Verwendung von Füllern (z. B. Magnesiumstearat) |
Knetperiode: 15 Min. | 20 |
H2O | 100 | |||
C2H5OH | 100 | |||
Brikettieren |
7
75
75
7
32
32
15
63
63
1,33
7,58
7,58
2,22
2,43
2,43
6,04
4,66
4,66
7,20
Insbesondere wenn als Bindemittel nur Wasser verwendet wurde, das in dem Knetprozeß zugegeben
wurde, ist die erwartete Fähigkeit zu NO-Entfernung nur schwer zu erhalten. Folglich ist es notwendig, ein
Lösüngsrniitcigcrnisch aus Wasser/Alkohol zu verwenden.
Fig. 10 zeigt die Veränderung der NOx-Abtrenn-Fähigkeit
mit dem veränderten Mischungsverhältnis von Wasser und Äthylalkohol. Das hier benutzte Gas
hat eine 100-ppm-NO-Konzentration, wobei NO und
Luft im Gleichgewicht stehen und SV = 5 χ 104 betrug.
Jeder gemessene Wert ist ein Mittelwert über 15 Minuten von der Anfangsstufe. Man entnimmt aus
F i g. 10, daß zunehmender Äthanol-Anteil die Abtrennfähigkeit
verbessert. Jedoch ist es tatsächlich höchst erwünscht, daß das Mischungsverhältnis von Wasser/
jo Äthylalkohol etwa bei 1/1 liegt.
Die Einflüsse des Mahlprozesses auf die NOx-Abtrenn-Fähigkeit
gehen aus Tabelle 2 hervor. In allen Fällen wurde eine Mischung aus Calcium-Hydroxid,
Calcium-Sulfat und Natrium-Chlorit verwendet, wobei das Mischungsverhältnis in Gewichtsprozenten 3:3:4
betrug. Die Meßbedingungen sind die gleichen wie bei Tabelle 1.
Nr. | Extruderbedingungen | 1/1 | Knetperiode | Wird mit | NOx-Abtrennmenge | NOx | Spez. |
1/1 | Hammermühle | Anfangsstufe | Oberfläche | ||||
Bindemittel | 1/1 | gemahlen | NO | ||||
1/1 | (Min.) | (m2/g) | |||||
2 | nein | 79 | 5,97 | ||||
15 | nein | 82 | 3,77 | ||||
(D | Wasser/Äthanol = | 2 | ja | 100 | 84 | 6,11 | |
(2) | Wasser/Äthanol = | 15 | ja | 100 | 89 | 8,07 | |
(3) | Wasser/Äthanol = | 100 | |||||
(4) | Wasser/Äthanol = | 100 | |||||
Aus Tabelle 2 ergibt sich, daß der Mahlprozeß beim Granulieren durch Extrudieren der erfindungsgemäßen
Präparate vorzügliche Ergebnisse in bezug auf verbesserte Abtrennung von NOx ergibt Es ist für die
Reaktion nämlich vorteilhaft wenn die spezifische Oberfläche relativ relativ groß ist
F i g. 11 zeigt den Vergleich der NOx-Abtrenn-Fähigkeiten
mit den konventionellen Beispielen, wobei die durch Extrudieren granulierten Produkte der erfindungsgemäßen
Verbindungen als Luftreinigungsfilter ausgefüh?; waren. In allen Fällen war das Filter 15 mm
stark und besaß eine Räche von 0.01 m2. Das verwendete Gas hatte eine NO-Konzentration von
etwa 1 ppm und eine SOi-Konzentration von etwa 1 ppm. Die abgetrennten Mengen wurden durch
Verändern der Gebläsefördermenge gemessen. Das erfindungsgemäße Produkt A besteht aus einem
Präparat das im Verhältnis von 3:3:4 Gewichtsteilen von Ca(OH)2, CaSO4 und NaClO2 gemischt und in Pillen
durch den oben beschriebenen Extrudierprozeß granuliert
wurde, die einen Durchmesser von 25 mm besaßen, wobei das Mahlen ausgeführt wurde, das Bindemittel
eine Mischung von Wasser/Äthanol im Verhältnis von 1 :1 war, und die Knetperiode 15 Minuten betrug. Das
konventionelle Produkt B verwendete aktivierte Holzkohle. Aus F i g. 11 erkennt man, daß das Präparat aus
Ca(OH2/NaCoO2 = 3:3:4
überlegenere Abtrennfähigkeiten besitzt. Vom Stand- r>
punkt der Luftreinigung aus stellt das Entfernen von Schwefeldioxid eine wichtige Forderung dar, das das
erfindungsgemäße Produkt ebenfalls zufriedenstellend erfüllen kann.
Das erfindungsgemäße Präparat kann auch als Filter ι ο auf einer porösen Struktur abgesetzt werden. Als
poröses Gebilde kommen in Frage feinste Drähte, beispielsweise in der Form von Glasvolle, rostfreier
Stahlwolle etc. Natürlich ist es auch möglich, eine Netzform, eine Bienenwabenform, eine Kugelform oder ir>
dergleichen anzuwenden. Jedenfalls ist es erwünscht, irgendeinen porösen Träger aufzubringen. Im Fall der
Ca(OH)2/CaSO4/NaCIO2- Verbindung beispielsweise
kann Calcium-Sulfat und das Calcium-Hydroxid in einer hydratisierten Mischung gereinigt und im fließfähigen
Zustand gehalten werden, dann auf den porösen Körper aufgebracht, auf diesem getrocknet werden, wonach sie
in Kontakt mit einer wäßrigen Lösung oder eine Suspension von Natrium-Chlorit gebracht und dieses
imprägniert wird. 2r>
Auf diese Weise kann die NO-Abtrenn-Fähigkeit verbessert werden, weil die mögliche Zunahme der
spezifischen Oberfläche bis zu dem etwa Zehnfachen durch Kombination des erfindungsgemäßen Präparats
mit dem porösen Träger erreicht werden kann, obgleich jo
die erfindungsgemäße Komposition in der Größenordnung von 10 m2/g liegt. Als porösen Träger kann man
ein glasiges oder aufgeschäumtes Urethan verwenden, ein Filter, in welchem eine Mischung in fließfähigem
Zustand auf dem Urethan-Schaumteil durch Adhäsion festgehalten wird, in welch fließfähigem Zustand
Ca(OH)2/CaSO4/NaCIO2 = 3/3/4
gemischt und mit Wasser gereinigt wird. Fig. 15 zeigt
Merkmale des Filters. Die Kurve A zeigt die Eigenschaft des Filters, die Kurve B zeigt die Eigenschaft der
gepackten Schicht, die aus den granulierten Produkten zusammengesetzt ist, in welcher das Präparat in
Pillenform von je 2,5 mm Durchmesser vorliegt. Das Filter hat eine Stärke von 15 mm und eine Fläche von
0,09 m2. Als Gas wird ein solches von etwa 1 ppm NO-Konzentration verwendet. Das Filter A ist in der
NO-Abtrennung geringfügig kleiner verglichen mit der Packung B, hat jedoch einen kleineren Druckabfall.
Wenn beispielsweise ein Schadgas einer Klimaanlage zum Kühlen und Aufwärmen zugeführt wird, dann
werden die Kühl- und Aufwärmleistungsfähigkeiten durch die Verwendung des Filters praktisch kaum
beeinträchtigt. Zur Reinigung der Klimaluft wurde ein Präparat auf Natrium-Chlorit-Basis benutzt und mit
einer großen Luftmenge kontaktiert, wobei ein leichter Chlorgeruch auftreten kann. Dies wird jedoch zu einem
großen Mangel, wenn die Luftreinigung wesentlich ist. Folglich muß bei Ausführung dieses Verfahrens eine
Gegenmaßnahme gegen das Chlor ergriffen werden. Als Gegenmaßnahme gegen das Chlor empfiehlt sich
ein Chlorabsorptionsmittel. Beispiele, bei denen aktivierte Holzkohle (Aktivkohle) verwendet wurden, sind
in Tabelle 3 eingetragen.
Filter-Aufbau
NO-Abtrenn-Fähigkeit
NO-Abtrenn- NOx-Abtrennmenge
menge
CaS04/NaC102 = 2/3 100
Ca(0H)2/NaC102 = 2/3 100
CaS04/Ca(0H)2/NaC102 = 3/3/4 100
Kombination von Aktivkohle mit CaSO4/Ca(OH)2/ 100
NaCIO2
Chlorkonzentration, | Geruchs- |
analysiert nach dem | entwicklung |
O-Tolidime- | |
Verfahren | |
5 p.p.m. | ja |
1 p.p.m. | ja |
0,5 p.p.m. | ja |
nicht festgestellt | nein |
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Mittel zum Abtrennen von Stickstoffoxiden aus Gasen bestehend aus
A) Calciumsulfat und/oder Calciumhydroxid und
B) Natriumchlorit oder Kalium-und/oder Natriumpermanganat
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis von Calciumsulfat
und/oder Calciumhydroxid zu Natriumchlorit im Bereich von 100 :1 bis 1 :10 Gewichtsteilen liegt.
3. Mittel nach Anspruch· 1, dadurch gekennzeichnet, daß cias Mischungsverhältnis von Calciumsulfat
zu Kaliumpermanganat im Bereich von 500 :1 bis 1 :1 Gewichisteilen liegt.
4. Mittel nach Anspruch 1, uadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis von Calciumhydroxid
zu Kaliumpermanganat im Bereich von 400:1 bis 1 : 1 Gewichtsteilen liegt.
5. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis von Calciumsulfat
und Calciumhydroxid zu Kaliumpermanganat im Bereich von 500 :1 bis 1 : S Gewichtsteilen liegt.
6. Verfahren zur Herstellung des Mittels nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischung gemahlen wird, Wasser und Alkohol der Mischung zugegeben und die Mischung
geknetet wird, und daß durch Extrudieren durch eine Form Granulat gebildet wird.
7. Verwendung des Mittels nach einem der Ansprüche 1 bis 5, zum Abtrennen von Stickstoffoxiden
aus Gasen auf einem in einem Gasreinigungsfilter eingesetzten porösen, gasdurchlässigen Träger,
wobei das Miuel durch Eintauchen des Trägers in eine Suspension des Mittels und Trocknen aufgebracht
worden ist.
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