DE4404997A1 - Verfahren zum Reinigen eines im wesentlichen sauerstofffreien, brennbaren Gases - Google Patents

Verfahren zum Reinigen eines im wesentlichen sauerstofffreien, brennbaren Gases

Info

Publication number
DE4404997A1
DE4404997A1 DE4404997A DE4404997A DE4404997A1 DE 4404997 A1 DE4404997 A1 DE 4404997A1 DE 4404997 A DE4404997 A DE 4404997A DE 4404997 A DE4404997 A DE 4404997A DE 4404997 A1 DE4404997 A1 DE 4404997A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
furans
sulfur
dioxins
mercury
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4404997A
Other languages
English (en)
Inventor
Juergen Ritter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FPR HOLDING AG
Original Assignee
FPR HOLDING AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE4333039A priority Critical patent/DE4333039C2/de
Priority claimed from DE4333039A external-priority patent/DE4333039C2/de
Application filed by FPR HOLDING AG filed Critical FPR HOLDING AG
Priority to DE4404997A priority patent/DE4404997A1/de
Priority to PCT/EP1994/002901 priority patent/WO1995006699A1/de
Priority to EP94926229A priority patent/EP0716677A1/de
Publication of DE4404997A1 publication Critical patent/DE4404997A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/32Purifying combustible gases containing carbon monoxide with selectively adsorptive solids, e.g. active carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75Multi-step processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/74Preparation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G13/00Compounds of mercury
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/04Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/20Purifying combustible gases containing carbon monoxide by treating with solids; Regenerating spent purifying masses

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines im wesentlichen sauerstofffreien brennbaren Gases, das u. a. H₂S, Hg, Dioxine und Furane enthält mit folgenden Verfahrensschrit­ ten
  • - Durchleiten des Gases bei einer Temperatur 100°C durch einen Adsorber zur Durchführung einer gemein­ samen, praktisch vollständigen Abscheidung von H₂S, Hg, Dioxinen und Furanen
  • - Regeneration des beladenen Adsorbens
  • - Aufoxidation des bei der Regeneration erhaltenen Desorptionsgases zur Bildung von SO₂
  • - Einleiten des auf oxidierten Desorptionsgases in eine Anlage zur Herstellung von Schwefelsäure, die mit einer Dioxine und Furane zerstörenden Temperatur ge­ fahren wird und eine Abscheidung des Quecksilbers erlaubt,
gemäß Hauptpatent 43 33 039.
Bei verschiedenen chemischen und/oder physikalischen Behand­ lungsprozessen entstehen brennbare Gase (Synthesegase), die u. a. H₂S, Hg, Dioxine und Furane enthalten. Ein bekanntes Bei­ spiel für ein derartiges Synthesegas ist das bei dem Abfallbe­ handlungsverfahren der Firma Thermoselect entstehende Gas, das im Ergebnis als Verstromungsgas o. ä. verwertet wird. Dieses Gas fällt bei einer Temperatur von etwa 1200°C an und wird nach dem Thermoselect-Verfahren durch eine Pfeifen-Wasserküh­ lung auf 90°C herabgekühlt. Diese Schockkühlung wird durch­ geführt, um eine DeNovo-Synthese von bei 1200°C zersetzten Dioxinen und Furanen zu verhindern. In dem Kühlwasser sammeln sich nicht unerhebliche Mengen von Schwermetallen an. Zusammen mit einer anschließend durchgeführten Gaswäsche entstehen da­ her erhebliche Abwassermengen, deren Behandlung nicht unpro­ blematisch ist. Die durchgeführten Gaswäschen dienen insbeson­ dere der Abscheidung von H₂S, HCl und Hg aus dem Synthesegas.
Als Alternative zu den Naßverfahren sind Trockenverfahren zur Abscheidung von Schadstoffen bekannt. Für die Adsorption ver­ schiedener Stoffe sind Aktivkoks- bzw. Aktivkohlesorten herge­ stellt worden. Bekannte Verfahren zur Abscheidung von SO₂ aus Gasen, bei denen zugleich Hg mit abgeschieden werden kann, sind durch DE 40 12 887 C2 und durch DE 41 27 075 A1 bekannt. Im übrigen sind Aktivkohlen in geeigneter Form dotiert worden, um auch andere Stoffe, wie beispielsweise Schwefelwasserstoff oder Quecksilber abzuscheiden. Die so dotierten Aktivkohlen sind außerordentlich teuer und daher für Massenverfahren nicht in Betracht gezogen worden. Alternative Abscheidungen von H₂S und Hg erfolgen daher regelmäßig auf katalytischem bzw. chemischem Wege in gesonderten Verfahrensstufen. Da die be­ kannten Behandlungsweisen sehr aufwendig sind, ist keine wirt­ schaftliche Alternative zu dem problematischen Kühl- und Gas­ wäscheverfahren bekannt, das im Thermoselect-Prozeß vorgesehen ist.
Das Verfahren gemäß dem Hauptpatent beruht wesentlich darauf, daß mit einem geeigneten Adsorbens, insbesondere mit einer ge­ eignet dotierten Aktivkohle, die beispielsweise mit Jodidionen dotiert ist, in demselben Schritt H₂S, Hg sowie die Dioxine und Furane praktisch vollständig aus dem Synthesegas entfernt wer­ den können. Das aus dem Adsorber austretende Synthesegas ist somit von den genannten Kontaminationen befreit und kann - ggf. nach einer Abscheidung von Salzsäure und ggf. einer Elimination weiterer Schadstoffe in an sich bekannter Weise - der Verstromung oder einer anderen Verwertung zugeführt wer­ den. Das beladene Adsorbens des Adsorbers wird regeneriert. Eine Aktivkohle kann nach der Regeneration erneut dotiert wer­ den.
Die Entfernung des H₂S aus dem Synthesegas geschieht vorzugs­ weise durch Adsorptionskatalyse, bei der unter Einwirkung von Sauerstoff, der zweckmäßigerweise vor dem Adsorber zudosiert wird, aus H₂S die Reaktionsprodukte Schwefel und Wasser gebil­ det werden. Der entstehende elementare Schwefel wird auf der inneren Oberfläche der Aktivkohle adsorbiert. Das Wasser wird in Form von Wasserdampf mit dem Gas abgeführt. Die Zugabe von Sauerstoff zum energiereichen Gas erfolgt in so geringer Menge und in einer Weise, daß eine Explosionsgefahr nicht be­ steht. Bei einem üblichen Anfall der genannten Schadstoffe ist der Umlauf der ausgewählten Aktivkohle zwischen Adsorption, Regeneration und erneutem Einsatz in der Adsorption relativ gering, weil die Aktivkohle bis zu einer Menge von gut 1 kg S pro kg Aktivkohle beladbar ist. Dementsprechend gering ist der Aktivkohleverbrauch infolge von Abrieb beim Aktivkohlehand­ ling. Ist die Aktivkohle voll mit Schwefel beladen, so ist die Adsorptionskapazität für Hg bei normalem Anfall bei weitem noch nicht ausgenutzt.
Mit dem Sauerstoff, der vor dem Adsorber eindosiert wird, um die Umwandlung von H₂S im Wege der Adsorptionskatalyse in S und H₂O zu bewirken, entstehen auch geringe Mengen an SO₂, die mit dem im Synthesegas enthaltenen Wasser H₂SO₄ bilden. Mit stei­ gendem Wassergehalt im Synthesegas nimmt auch die Bildung von Schwefelsäure zu. Diese wird auch im porengefüge der Aktivkoh­ le adsorbiert.
Das bei der Regeneration der beladenen Aktivkohle entstehende Desorptionsgas, das außer dem desorbierten elementaren Schwe­ fel auch SO₂ aus der Desorption der Schwefelsäure und mög­ licherweise noch Schwefelverbindungen, die sich in der Regene­ ration mit dem Schwefel bilden, sowie Quecksilber in Form von HgS enthält, wird bei ca. 800°C mit Luftsauerstoff auf oxi­ diert. Dabei erhält man ein Reichgas, in dem Schwefel auch aus den Schwefelverbindungen nur noch in Form von SO₂ und Quecksil­ ber als metallisches Quecksilber enthalten ist.
Das praktisch nur noch SO₂ und Hg enthaltene Reichgas wird in eine Anlage zur Herstellung von Schwefelsäure geleitet, die mit einer Dioxine und Furane zerstörenden Temperatur gefahren wird und eine Abscheidung des Quecksilbers erlaubt.
Eine derartige Anlage zur Herstellung von Schwefelsäure ist die für diesen Zweck aus der DE 41 27 075 A1 bekannte Stick­ oxid-Schwefelsäureanlage, deren Denitrierturm heiß, d. h. bei einer Temperatur von 60°C, gefahren wird. In diesem Deni­ trierturm werden etwaige durch DeNovo-Synthese gebildete Dioxine und Furane sicher in unschädliche Bestandteile gespal­ ten, und zwar unter Bedingungen, die eine DeNovo-Synthese ausschließen. In der Stickoxid-Schwefelsäureanlage gemäß dem Fattinger-Verfahren wird das Quecksilber durch nitrosylschwe­ felsäurehaltige Schwefelsäure zu Quecksilbersulfat umgewan­ delt. Durch Zugabe eines Thiosulfats wird das Quecksilbersul­ fat zu Quecksilbersulfid (HgS) umgewandelt und ausgefällt.
Somit wird das für die Verarbeitung von Abgasen bekannte Ver­ fahren, das auf der Adsorption von Schadstoffen und der Schwe­ felsäure-Herstellung nach dem Fattinger-Verfahren beruht, für ein ganz anders geartetes, nämlich sauerstofffreies Synthese­ gas angewendet, das als Schwefelbestandteil zumindest überwie­ gend H₂S aufweist. Dabei wird erstmalig ausgenutzt, daß mit einer zur Entfernung von H₂S dotierten Aktivkohle zugleich auch Quecksilber und die Dioxine und Furane abgeschieden werden können, wobei die Abscheidung von Quecksilber durch die Anla­ gerung von Schwefel noch wesentlich gefördert wird. Vor­ zugsweise durch Einsatz eines 500°C heißen Inertgases, des­ sen bevorzugte Temperatur bei etwa 650°C liegt, wird das Ad­ sorbens regeneriert. Die thermische Regeneration bei dieser Temperatur hat gegenüber der bekannten Extraktion des Schwe­ fels mit Hilfe von Lösungsmitteln den Vorteil, daß bei jeder Regeneration auch das Quecksilber sicher desorbiert wird. Da­ durch entsteht ein relativ gleichmäßig zusammengesetztes De­ sorptionsgas. Diesem Desorptionsgas wird zur Aufoxidation Sau­ erstoff zugeführt. Auf diese Weise gelingt die Umwandlung der Zusammensetzung der Gasbestandteile so, daß das Fattinger-Ver­ fahren nunmehr auch für die ursprünglich ganz andersartige Schadstoffzusammensetzung verwendbar wird. Die mit dem Fattin­ ger-Verfahren erzielbaren Vorteile der unproblematischen Quecksilberabscheidung und der sicheren endgültigen Zerstörung der Dioxine und Furane sind daher auch für die hier in Be­ tracht gezogene Ausgangs-Zusammensetzung des Gases erzielbar.
In einer anderen vorteilhaften Verfahrensweise werden der im Desorptionsgas enthaltene Schwefel und das Quecksilber in Form von Quecksilbersulfid (HgS) auskondensiert und zwischengela­ gert. Dieses Schwefel/Quecksilber-Zwischenprodukt kann dann genau dosiert verbrannt werden, so daß der Schwefelsäureanlage eine stets gleichbleibende Menge an SO₂ in gleichbleibender Konzentration angeboten werden kann. Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, daß die Regeneration und die Schwefelsäureanlage abgekoppelt von der Synthesegasreinigungsanlage betrieben wer­ den können. Dadurch wird eine hohe Verfügbarkeit der Synthese­ gasreinigung gesichert.
Das Desorptionsgas, das außer desorbiertem elementarem Schwe­ fel auch SO₂ aus der Desorption der Schwefelsäure und HgS ent­ hält, kann durch eine Kondensationsstufe geführt werden, in der S und HgS auskondensiert werden. Das dann immer noch SO₂- haltige Desorptionsgas kann in die Brennkammer für die Ver­ brennung von Schwefel eindosiert werden. Dabei werden andere im Desorptionsgas noch enthaltene Schwefelverbindungen, die sich möglicherweise in der Aktivkohleregeneration bilden, bei der in der Brennkammer herrschenden Temperatur von ca. 800°C auch zu SO₂ umgewandelt. Das hinter der Brennkammer austretende SO₂-Reichgas, das auch das durch Desorption der Schwefelsäure entstandene SO₂ enthält, durchläuft dann zweckmäßigerweise eine bekannte Reichgaswäsche, bevor es der Schwefelsäureanlage zu­ geführt wird.
Ein wesentliches Merkmal des Verfahrens gemäß Hauptpatent be­ steht darin, daß das in den Adsorber eingeleitete Gas eine Temperatur von 100°C hat. Dies hat zur Folge, daß etwaig eingesetztes Kühlwasser zum Herunterkühlen des heißen brenn­ baren Gases von seiner Ausgangstemperatur in Dampfform in dem Synthesegas enthalten ist und in dieser Form den Adsorber durchläuft. Der Dampf beeinträchtigt nicht die Entschwefelung des Synthesegases. Ein Vorteil dieser Verfahrensweise besteht darin, daß das verdampfte Kühlwasser erst auskondensiert, nachdem praktisch alle Schadstoffe durch den Adsorber und et­ waige Filter entfernt worden sind.
Die Ausgangstemperatur des Synthesegases beim Thermoselect- Verfahren beträgt etwa 1200°C. Das erfindungsgemäße Trocken­ adsorptionsverfahren erlaubt die Herunterkühlung, beispiels­ weise in einem Quenchturm, der ohne einen Überschuß an Wasser auskommt, auf etwa 110 bis 120°C, also auf die Temperatur, mit der das Gas vorzugsweise in den Adsorber eintritt. Vor dem Eintritt in den Adsorber sollte das Synthesegas vorzugsweise ein Filter durchlaufen. In diesem Filter können mineralische Bestandteile und bei der jeweiligen Temperatur bereits in fester Form vorliegende Schwermetalle abgeschieden und einer Verglasung zu einem nicht eluierbaren Stoff zugeführt werden. Vorzugsweise wird hierzu ein Schlauchfilter benutzt. Schlauch­ filter sind im vorliegenden Fall wirtschaftlich sinnvoll bis zu 250°C einsetzbar. Es ist daher erfindungsgemäß möglich, die Herunterkühlung des Gases auf eine Temperatur von bis zu 250°C vorzunehmen und auf dieser Temperatur die mineralischen Bestandteile und festen Schwermetalle auszufiltern. Die an­ schließende Abkühlung auf die bevorzugten 110 bis 120°C kann mit einem Wärmetauscher erfolgen, so daß die Restenergie des Gases in verwertbarer Form gewonnen werden kann.
Alternativ zur Einschmelzung der Schwermetalle in eine Glas­ schmelze ist es möglich, die im Schlauchfilter abgeschiedenen Schwermetalle und Schwermetallverbindungen durch eine kleine Wäsche zu führen, in der die wasserlöslichen Chloride abge­ trennt werden. Die verbleibenden Schwermetalle und Schwer­ metallverbindungen können dann weiter aufbereitet werden. Das dabei in kleinen Mengen anfallende Waschwasser wird in bekann­ ter Weise gereinigt und gemeinsam mit dem Überschußwasser, das in der Gaskühlung anfällt, in einen Vorfluter oder Kanal ein­ geleitet.
In einer diesbezüglich noch vorteilhafteren Ausführungsform wird zur Rückgewinnung und vollen energetischen Nutzung der im heißen Synthesegas enthaltenen Energie ein Wärmetauscher, bei­ spielsweise in Form eines Abhitzekessels, eingesetzt, mit dem Dampf und aus diesem über eine Turbine elektrische Energie erzeugt wird. Der Wärmetauscher wird in Anbetracht der relativ hohen HCl-Konzentration im Synthesegas aus korrosionsbeständi­ gem Sonderstahl gefertigt. Um eine Zusetzung des Abhitzekes­ sels mit den im Synthesegas enthaltenen mineralischen Stoffen zu vermeiden, wird das bei ca. 1200°C anfallende Synthesegas auf ca. 900°C oder darunter abgekühlt, vorzugsweise mit auf etwa 120 °C heruntergekühltem Synthesegas. Diese Abkühlung erfolgt, da die im Synthesegas enthaltenen mineralischen Stoffe bei etwa 900°C oder ggf. darunter bereits eine feste Form angenommen haben und abgeschieden werden können. Sicher­ heitshalber kann das Synthesegas auch vor Eintritt in den Ab­ hitzekessel beispielsweise bei 850°C bis 900°C durch einen Quarzschüttgutfilter zur frühzeitigen Abscheidung der minera­ lischen Stoffe geleitet werden.
In dem Wärmetauscher (Abhitzekessel) wird das Synthesegas auf ca. 280°C heruntergekühlt, anschließend vorzugsweise in einem Graphit-Wärmetauscher weiter auf etwa 150°C. Bei dieser Tem­ peratur kann zur Abscheidung der Schwermetalle und ggf. auch noch der mineralischen Stoffe hinter dem Graphit-Wärmetauscher ein Schlauchfilter eingesetzt werden. Anschließend wird das Gas mit einem weiteren Wärmetauscher auf die Eintrittstempera­ tur in den Adsorber auf 110 bis 120°C heruntergekühlt.
Im Synthesegas, das aus der Vergasung z. B. von Abfällen ent­ steht, sind oftmals außer H₂S noch andere Schwefelverbindungen, wie COS und CS₂, enthalten. Für zahlreiche Anwendungen ist ein schwefelfreies Abgas erforderlich, so daß alle Schwefelbe­ standteile aus dem Synthesegas entfernt werden sollten. Dies gelingt erfindungsgemäß unter Verwendung des Verfahrens gemäß Hauptpatent, wenn vor der Adsorption eine katalytische Umwand­ lung der schwefelhaltigen Bestandteile in adsorptionsfähige Schwefelkonfigurationen, vorzugsweise H₂S, durchgeführt wird. Die adsorptionsfähigen Schwefelkonfigurationen können dann - zusammen mit dem sowieso im Synthesegas enthaltenen H₂S - in der Adsorptionsstufe adsorbiert werden.
Die katalytische Umwandlung geschieht vorzugsweise durch Ver­ wendung einer besonders dotierten Aktivkohle, die in einem Festbettreaktor vom Synthesegas durchströmt wird. Die Umwand­ lung von COS und CS₂ zu H₂S stellt einen rein katalytischen, also keinen adsorptiven Vorgang dar.
Das Verfahren gemäß dem Hauptpatent läßt sich somit auch dann einsetzen, wenn in dem Synthesegas ursprünglich nicht adsor­ bierbare schwefelhaltige Bestandteile enthalten sind.
Für bestimmte Anwendungsfälle ist es möglich, die schwefelhal­ tigen Bestandteile, die nicht durch den Adsorber adsorbiert werden, unbehandelt in dem im wesentlichen sauerstofffreien Gas (Synthesegas) zu belassen und mit diesem zur Energiegewin­ nung zu verbrennen.
Ein derartiger Anwendungsfall ergibt sich bei der Ausnutzung des Synthesegases für den Sinterprozeß zur Herstellung von Zementklinker, bei der in einem Drehrohr Gastemperaturen von gut 2000°C entstehen. Bei diesen Temperaturen werden die schwefelhaltigen Verbindungen, wie COS und CS₂, zersetzt. Der dabei entstehende Schwefel gelangt als nicht störender Be­ standteil in den Zementklinker. Auch für diesen Anwendungsfall ist somit das Verfahren gemäß dem Hauptpatent ohne weiteres einsetzbar.
In der beigefügten Zeichnung ist der schematische Ablauf für ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dar­ gestellt.
Das Synthesegas weist üblicherweise eine Temperatur von etwa 1200 bis 1400°C auf und tritt aus dem Hochtemperaturreaktor aus. Es wird einer Gaskühlung unterzogen und durchläuft ein Filter zur Abscheidung von mineralischen Bestandteilen und in fester Form vorliegenden Schwermetallen. Quecksilber wird von diesem Filter nicht abgeschieden, da es sich noch in gasförmi­ ger Form in dem Synthesegas befindet.
Enthält das so vorbereitete Gas nicht adsorbierbare schwefel­ haltige Bestandteile, wie COS oder CS₂, und sollen diese Schwe­ felbestandteile aus dem Gas vollständig entfernt werden, durchläuft das Gas einen mit einem Aktivkohlekatalysator, ge­ bildet aus einem mit dotierter Aktivkohle, gefüllten Festbet­ treaktor, in dem die nicht adsorbierbaren schwefelhaltigen Bestandteile, wie insbesondere COS und/oder CS₂, in vorzugswei­ se H₂S umgewandelt werden. Das umgewandelte H₂S kann zusammen mit dem sowieso im Synthesegas enthaltenen H₂S in dem nachfol­ genden Adsorber zusammen mit Hg, Dioxinen und Furanen sowie Reststaub abgeschieden werden.
Das so gereinigte Gas gelangt in einen HCl-Wäscher, in dem das HCl zurückgewonnen und anschließend zu verkaufsfähiger Salz­ säure aufkonzentriert wird. Nach einer anschließenden Kühlung und Trocknung wird das gereinigte Synthesegas in geeigneter Weise verwertet, beispielsweise durch Verbrennung für Verstro­ mungszwecke. Das daraus entstehende Abgas wird entstickt und kann über einen Kamin ins Freie geleitet werden.
Das Synthesegas, das beispielsweise nach dem Thermoselect-Ver­ fahren durch Vergasung von Hausmüll entsteht, bringt bereits bei 1200°C einen hohen Wasseranteil mit, der aus dem einge­ setzten Abfall stammt. Um das Synthesegas nach seiner Reini­ gung als Energieträger zu nutzen, wird es gekühlt und getrock­ net und dabei von diesem Wasser weitgehend befreit. Das Wasser ist leicht sauer und sonst praktisch frei von Schadstoffen und kann deshalb nach Neutralisation ohne weitere Behandlung in einen Vorfluter oder in die Kanalisation eingeleitet werden.
Wird für die Kühlung des Synthesegases von 1200 bis 1400°C auf eine niedrigere Temperatur Kühlwasser eingesetzt, kann dieses in der HCl-Wäsche bzw. in der Gaskühlung zurückgewonnen und praktisch frei von Schadstoffen als Kühlwasser erneut ein­ gesetzt werden.
Wird in der bevorzugten Ausführungsform das Synthesegas nicht mit Wasser in einem Quenchturm heruntergekühlt sondern die im heißen Synthesegas enthaltene Energie in einem Abhitzekessel und einem nachgeschalteten Graphit-Wärmetauscher als nutzbare Energie zurückgewonnen, so kann ein Teil des im eingesetzten Abfall enthaltenen Wassers, das in das Synthesegas gelangt, für die Salzsäureherstellung genutzt werden.
Die im HCl-Wäscher absorbierte Salzsäure kann in bekannter Weise zu einer verkaufsfähigen Salzsäure verarbeitet werden, wobei etwaiges in der Säure enthaltenes HF durch ein Kalkpro­ dukt in Form von CaF₂ abgeschieden wird. Das bei der thermischen Aufkonzentration von HCl anfallende Kondenswasser kann als Überschußwasser abgeführt werden.
Die in dem Filter abgeschiedenen mineralischen Bestandteile und festen Schwermetalle können in einem bekannten Verfahren zu einem eluierbeständigen Schmelzprodukt eingeschmolzen wer­ den. Dabei trennen sich die nicht einschmelzbaren Schwermetal­ le und Schwermetallverbindungen, wie z. B. Cadmium (Cd) ab und können zurückgewonnen werden.
Wenn das Porengefüge der Aktivkohle im Adsorber weitgehend mit Schwefel belegt ist, wird die Aktivkohle aus dem Adsorber ent­ nommen und einer Regeneration zugeführt, die vorzugsweise mit heißem Inertgas von etwa 650°C arbeitet. Dabei werden Schwe­ fel und Quecksilber in Form von HgS desorbiert und mit dem Desorptionsgas abgeführt. Die regenerierte Aktivkohle gelangt, ggf. nach erneuter Dotierung, wieder in den Adsorber zurück. Die ebenfalls adsorbierten Dioxine und Furane werden unter den Bedingungen der thermischen Regeneration weitestgehend zer­ stört. Soweit geringe Teilmengen unzerstört desorbiert werden, gelangen diese mit dem Desorptionsgas in das Reichgas und wer­ den in der Schwefelsäureanlage zerstört.
Bevor die regenerierte Aktivkohle zum Adsorber zurückgeführt wird, wird sie durch eine Siebung/Sichtung geführt. In ihr werden feine Bestandteile, wie Aktivkohle unter Korn und Staub, abgesondert und in den Rohmüll zurückgeführt.
Das Desorptionsgas, das den Regenerator mit etwa 450°C ver­ läßt, wird mit Luft versetzt und der in dem Desorptionsgas enthaltene Schwefel mit dem Luftsauerstoff zu SO₂ auf oxidiert.
Im bekannten Fattinger-Verfahren wird das im wesentlichen SO₂ enthaltene Reichgas gekühlt und entstaubt und anschließend einer Reichgaswäsche unterworfen. Dort findet die hauptsäch­ liche Abscheidung von Hg statt. Das Waschwasser, das ggf. noch Spuren von Restschadstoffen enthält, wird an geeigneter Stelle in das heiße Synthesegas eingesprüht. Dort verdampft es und gelangt gasförmig mit dem zu reinigenden Synthesegas in die Gasreinigungsanlage.
Das SO₂-Reichgas dient zur Schwefelsäureherstellung in ver­ kaufsfähiger Form. Restliches Hg wird in der Schwefelsäurean­ lage als HgS abgeschieden. Es wird mit dem hinter der Regene­ ration auskondensierten Schwefel zusammengeführt und bei der Verbrennung des Schwefels zersetzt. Dabei wird das Hg als metallisches Quecksilber freigesetzt und der im HgS enthaltene Schwefel zu SO₂ auf oxidiert. Bei dieser Verfahrensweise fällt letztendlich nur metallisches Quecksilber an, das in der Reichgaswäsche, die als Hg-Senke dient, auch als metallisches Quecksilber ausgefällt wird und als Wertstoff abgezogen werden kann.

Claims (6)

1. Verfahren zum Reinigen eines im wesentlichen sauerstoff­ freien brennbaren Gases, das u. a. H₂S, Hg, Dioxine und Furane enthält mit folgenden Verfahrensschritten
  • - Durchleiten des Gases bei einer Temperatur 100°C durch einen Adsorber zur Durchführung einer gemein­ samen, praktisch vollständigen Abscheidung von H₂S, Hg, Dioxinen und Furanen
  • - Regeneration des beladenen Adsorbens
  • - Aufoxidation des bei der Regeneration erhaltenen Desorptionsgases zur Bildung von SO₂
  • - Einleiten des aufoxidierten Desorptionsgases in eine Anlage zur Herstellung von Schwefelsäure, die mit einer Dioxine und Furane zerstörenden Temperatur ge­ fahren wird und eine Abscheidung des Quecksilbers erlaubt,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von ande­ ren schwefelhaltigen Bestandteilen, insbesondere COS und/oder CS₂, vor der Adsorption eine katalytische Um­ wandlung der schwefelhaltigen Bestandteile in adsorp­ tionsfähige Schwefelkonfigurationen durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytische Umwandlung in H₂S vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die katalytische Umwandlung mittels einer do­ tierten Aktivkohle in einem Festbettreaktor erfolgt.
4. Verfahren zum Reinigen eines im wesentlichen sauerstoff­ freien brennbaren Gases, das u. a. H₂S, Hg, Dioxine und Furane enthält mit folgenden Verfahrensschritten
  • - Durchleiten des Gases-bei einer Temperatur 100°C durch einen Adsorber zur Durchführung einer gemein­ samen, praktisch vollständigen Abscheidung von H₂S, Hg, Dioxinen und Furanen
  • - Regeneration des beladenen Adsorbens
  • - Aufoxidation des bei der Regeneration erhaltenen Desorptionsgases zur Bildung von SO₂
  • - Einleiten des aufoxidierten Desorptionsgases in eine Anlage zur Herstellung von Schwefelsäure, die mit einer Dioxine und Furane zerstörenden Temperatur ge­ fahren wird und eine Abscheidung des Quecksilbers erlaubt,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von ande­ ren schwefelhaltigen Bestandteilen, insbesondere COS und/oder CS₂, die nicht durch den Adsorber adsorbiert werden, diese unbehandelt in dem im wesentlichen sauer­ stofffreien brennbaren Gas belassen und mit diesem zur Energiegewinnung verbrannt werden.
DE4404997A 1993-09-03 1994-02-17 Verfahren zum Reinigen eines im wesentlichen sauerstofffreien, brennbaren Gases Withdrawn DE4404997A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4333039A DE4333039C2 (de) 1993-09-03 1993-09-30 Verfahren zum Reinigen eines im wesentlichen sauerstofffreien, brennbaren Gases
DE4404997A DE4404997A1 (de) 1993-09-30 1994-02-17 Verfahren zum Reinigen eines im wesentlichen sauerstofffreien, brennbaren Gases
PCT/EP1994/002901 WO1995006699A1 (de) 1993-09-03 1994-09-01 Verfahren zum reinigen eines im wesentlichen sauerstofffreien, brennbaren gases
EP94926229A EP0716677A1 (de) 1993-09-03 1994-09-01 Verfahren zum reinigen eines im wesentlichen sauerstofffreien, brennbaren gases

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4333039A DE4333039C2 (de) 1993-09-03 1993-09-30 Verfahren zum Reinigen eines im wesentlichen sauerstofffreien, brennbaren Gases
DE4404997A DE4404997A1 (de) 1993-09-30 1994-02-17 Verfahren zum Reinigen eines im wesentlichen sauerstofffreien, brennbaren Gases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4404997A1 true DE4404997A1 (de) 1995-08-24

Family

ID=6498870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4404997A Withdrawn DE4404997A1 (de) 1993-09-03 1994-02-17 Verfahren zum Reinigen eines im wesentlichen sauerstofffreien, brennbaren Gases

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4404997A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007020421A1 (de) * 2007-04-27 2008-10-30 Rwe Power Ag Verfahren zur Herstellung von mit Elementarschwefel dotierten kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmitteln sowie Verfahren zur Abgasreinigung unter Verwendung solcher Adsorptionsmittel
US9815693B2 (en) 2013-07-18 2017-11-14 Shell Oil Company Processes for producing sulfuric acid from sour tail gas field

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007020421A1 (de) * 2007-04-27 2008-10-30 Rwe Power Ag Verfahren zur Herstellung von mit Elementarschwefel dotierten kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmitteln sowie Verfahren zur Abgasreinigung unter Verwendung solcher Adsorptionsmittel
US8133304B2 (en) 2007-04-27 2012-03-13 Rwe Power Aktiengesellschaft Process for the production of carbonaceous adsorption agents doped with elementary sulfur and a process for waste gas cleaning using such adsorption agents
US9815693B2 (en) 2013-07-18 2017-11-14 Shell Oil Company Processes for producing sulfuric acid from sour tail gas field

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0553337B1 (de) Verfahren zum reinigen von belasteten abgasen von verbrennungsanlagen
DE3629817C2 (de)
EP0819233B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur thermischen behandlung von abfallstoffen
DE4012887C2 (de)
DE1769352A1 (de) Regenerierung eines Absorptionsmittels unter Verwendung eines Kohlenstoff-Regenerierungsmittels
DE3123809A1 (de) "verfahren zur vergasung von kohle mit steuerung des schwefeldioxidgehaltes"
EP2509700B1 (de) Verfahren zur abscheidung von quecksilber aus rauchgasen von hochtemperaturanlagen
DE2948305C2 (de) Verfahren zum trockenen Reinigen von quecksilberhaltigen Gasen, insbesondere Abgasen, thermischer Prozesse
DE3310712A1 (de) Verfahren zum behandeln eines wasserhaltigen kondensats
DE4404284A1 (de) Anordnung und Verfahren zur umweltverträglichen Rauchgasreinigung
DE4404997A1 (de) Verfahren zum Reinigen eines im wesentlichen sauerstofffreien, brennbaren Gases
DE69009996T2 (de) Verfahren zur reinigung von rauchgas gebildet bei verbrennung von abfällen.
DE4333039C2 (de) Verfahren zum Reinigen eines im wesentlichen sauerstofffreien, brennbaren Gases
EP1017502B1 (de) Verfahren zur verwertung von altautos
DE3602710C2 (de)
EP0716677A1 (de) Verfahren zum reinigen eines im wesentlichen sauerstofffreien, brennbaren gases
DE4431558C2 (de) Verfahren zur Entfernung von Schadstoffen aus Verbrennungsabgasen
DE3117794C2 (de) Verfahren zur Feinreinigung von Gasen
DE4102557A1 (de) Verfahren zur herstellung von adsorbensmaterial mit katalytischen eigenschaften
EP0846490B1 (de) Verfahren zum Entfernen von Quecksilber aus einem quecksilberhaltigen Abgas
DE1810718C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Stickstoffoxiden aus einem Gasgemisch
AT259127B (de) Verfahren und Vorrichtung zur völligen Beseitigung des gesamten in Koksofengasen enthaltenen Ammoniaks
DE2920691A1 (de) Verfahren zum aufbereiten von schadstoffverbindungen
DE4035205A1 (de) Verfahren zur reinigung von abgasen in einem oxidierenden waschverfahren mit h202
AT248592B (de) Verfahren zur Beseitigung des in Koksofengasen enthaltenen, im Rahmen der indirekten Auswaschverfahren anfallenden Ammoniaks

Legal Events

Date Code Title Description
AF Is addition to no.

Ref country code: DE

Ref document number: 4333039

Format of ref document f/p: P

AF Is addition to no.

Ref country code: DE

Ref document number: 4333039

Format of ref document f/p: P

8130 Withdrawal