DE2752918A1

DE2752918A1 - Verfahren zum reinigen von abgasen

Info

Publication number: DE2752918A1
Application number: DE19772752918
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Chem Dr Haberer
Original assignee: Saarbergwerke AG
Current assignee: Saarbergwerke AG
Priority date: 1977-11-26
Filing date: 1977-11-26
Publication date: 1979-05-31

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von
mit Schwe5'el- und Stickoxiden verunreinigten Abgasen, bei dem die Abgase mit einer wässrigen Waschflüssigkeit in Kontakt gebracht und die entstehenden Sulfit-bzw. Sulfationen mittels in der Waschflüssigkeit vorhandene Fällungsmittel in Form von Salzen ausgefällt werden.
Zum Reinigen von mit umweltschädlichen Schadstoffen, insbesondere mit Schfeloxiden, behafteten Abgasen, beispielsweise von Abgasen aus kohlebefeuerten Kraftwerken, sind sogenannte Naßentschvefelungsverfahren bekanntgeworden. Bei diesen Verfahren werden die Abgase in Stoffaustausch mit wässrigen Waschflüssigkeiten, die mit geeigneten Fällungsmitteln für die im Zuge des Stoffaustauschs sich bildenden Sulfit- bzw. Sulfationen angereichert sind, gebracht. Als Fällungsmittel sind dabei Alkali-, Erdalkali- und Ammoniumverbindungen bekanntgeworden.
In der Regel enthalten die zu reinigenden Abgasen neben Schwefeloxiden aber auch schädliche Stickoxide (NOx), wie zum Beispiel NO und N02, die aus Umweltschutzgründenebenfalls aus dem Abgas abgetrennt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirksames Verfahren zum Abtrennen und Unschädlichnachen von in Abgasen enthaltenen Stickoxiden zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stickoxide zusammen mit den Schwefeloxiden ausgewaschen Hnd der Waschflüssigkeit Harnstoff und/oder primäre -;mine zugemischt werden.
Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise gelingt es, die im Abgas enthaltenen schädlichen Stickoxide (;NOx) in unschädliche Substanzen umzuwandeln. Der Umwandlung liegt dabei im wesentlichen folgenderchemischer Reaktionsablauf zugrunde: Im Zuge des Stoffaustauschs des Abgases mit der Waschflüssigkeit reagiert das im Abgas enthaltene NO. mit x Wasser. Es entsteht zu gleichen Teilen Salpetersäure (HN03) und salpetrige Säure <HNO2).
Dabei sind die entstehende Salpetersäure bzw. die sich durch Reaktion mit dem in der Uaschlüssigkeit vorhandenen Fällungsmitteln bildenden Nitrate stabil.
Im Gegensatz dazu sind die entstehende salpetrige Säure bzw. die durch Reaktion mit dem Fällungsmittel entstehenden Nitrite jedoch unstabil und zerfallen sofort wieder, wobei im wesentlichen entweder erneut N02 oder andere giftige Stickoxidverbindungen der Art NxOy, mit X und V ganze Zahlen entstehen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß sich diese unerwünschen Zerfallsreaktionen verhindern lassen, wenn der Waschflüssigkeit Harnstoff (CO (NH2>2) und/oder primäre Amine (R-NH2) zugemischt werden. Ein primäres Amin leitet sich von Ammoniak (NH) ab, indem ein H-Atom durch eine Alkylgruppe (R) ersetzt wird.
So entstehen durch Reaktion zwischen salpetriger Säure und Harnstoff nach der Reaktionsgleichung Wasser, Stickstoff und Kohlendioxid, also Bstandteile, die allesamt ungefährlich sind und ohne Schwierigkeiten abgezogen werden können.
Ähnlich verhält es sich bei der Reaktion zwischen salpetriger Säure und primären Aminen.
Nach der Reaktionsleichung entstehen Alkohole, Stickstoff und Wasser.
Auch durch diese Reaktion gelingt es somit, die gefährlichen Stickoxide in harmlosen Stickstoff umzuwandeln. Die entstehenden Alkohole sind in der Waschflüssigkeit gut löslich und führen daher innerhalb des Waschflüssigkeits#reislaufes zu keinerlei Verstopfungen oder andersartigen Behinderungen.
Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind dem in der Figur schemtaisch dargestellten Ausführugnsbeispiel zu entnehmen Die Figur zeigt eine Anlage zum Reinigen von Abgasen, die mit Schwefel- und Stickoxiden, insbesondere mit S02 und N02 Werunreinigt sind. Hierbei werden die zu reinigenden Abgase über eine Leitung 1 einem Waschbehälter 2 zugeführt und dort mit einer wässrigen, Calciumhydroxid und Harnstoff enthaltenden Waschflüssigkeit, die dem Waschbehälter 2 bei einem pH-Wert zwischen 9 und 11 über eine Leitung 3 zugeführt wird, in Kontakt gebracht.
Das gereinigte Abgas wird über eine Leitung 4 aus der Anlage abgezogen.
Im Zuge der Auswaschung der Schwefel- und Stickoxide, bei der der pH-Wert der Waschflüssigkeit in den sauren Bereich, vorzugsweise auf einen Wert zwischen 3 und 5 abgesenkt werden kann, entstehen sowohl schwefelig.
Säure und Schwefelsäure als auch Salpetersäure und salpetrige Säure sowie die entsprechenden Calciumsalze dieser Säuren, wobei infolge des vorliegenden pH- Wertes des Calciumnitrit (Ca (N02) 2) sich nach der Reaktionsgleichung sofort wieder in salpetrige Säure zurückbildet.
Die beladene Waschflüssigkeit wird dann über eine Leitung 5 einem Oxydationsbehälter 6 zugeführt, in dem das nicht oder nur schlecht deponierbare Calciumsulfid bzw. Calciumbisulfit in Gegenwart von Luftsauerstoff, der über eine Leitung 7 dem Oxydationsbehälter 6 zugeführt und als Restgas über eine Leitung 8 aus diesem wieder ausgezogen wird, zu Calciumsulfat oxydiert wird.
Gleichzeitug wird infolge der Anwesenheit von Harnstoff in der Waschflüssigkeit die unstabile, unter Bildung giftiger Stickoxyde zum Zerfall neigende salpetrige Säure in harmlose Bestandteile umgewandelt. Nach der Gleichung entsteht dabei neben Wasser und Cm~2 harmloser Stickstoff, der ebenfalls über die Leitung 8 aus dem Oxydationsbehälter 6 abgezogen werden kann.
Die stark mit Calciumsulfat angereicherte Waschflüssigkeit wird nunmehr aus dem Oxydationsbehälter 6 über eine Leitung 10 einem Sinkabscheider 11 zugeführt. Der sich absetzende Sulfatschlamm wird über eine Leitung 12 aus der Anlage abgezogen,w ährend der wässrige Überlauf des Abscheiders 11 über die Leitung 3 erneut dem Waschbehälter 2 zugeleitet wird. Die benötigte frische Calciumhyd -roxidlösung sowieder Harnstoff werden dem Kreislauf über eine Leitung 13 zugeführt.
Unter Umständen kann es sich auch als zweckmäßig erweisen, den Harnstoff erst nach dem Sinkabscheider 11 über eine Leitung 9 der Waschflüssigkeit zuzuführen.
Falls, zum Beispiel infolge zu geringer Schwefeloxidkonzentration im Abgas oder eines zu hohen pH-Wertes der Waschflüssigkeit vor Eintritt in den Waschbehälter, eine Absenkung des pH-Wertes auf den für die Calciumnitritumwandlung erforderlichen Wert zwischen 4 und 5 nicht möglich sein sollte, erweist es sich als zweckmäßig, der Waschflüssigkeit über eine Leitung 14 zusätze ich Schwefelsäure zuzuführen.

Claims

Verfahren zum Reinigen von Abgasen Patentansprüche 1. Verfahren zum Reinigen von mit Schwefel- und Stickoxiden verunreinigten Abgasen, bei dem die Abgase mit einer wässrigen Waschflüssigkeit in Kontakt gebracht und die entstehenden Sulfit- bzw. Sulfationen mittel: in der Waschflüssigkeit vorhandener Fällungsmittel in Form von Salzen ausgefällt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stickoxide zusammen mit den Schwefeloxiden ausgewaschen und der Waschflüssigkeit Harnstoff und/oder primäre Amine zugemischt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zuge der Auswaschung der Stickoxide entstehende salpetrige Säure im sauren Bereich, vorzugsweise bei einem pH-Wert zwischen 3 und 5, mit dem Harnstoff und/oder den primären Aminen in Reaktion gebracht wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Harnstoff und/oder die primären Amine der Waschflüssigkeit nach Abtrennung der ausgefällten Sulfatsalze zugemischt werden.