DE19716437C1 - Verfahren zur Reduzierung von Dioxin- und Furanemissionen - Google Patents
Verfahren zur Reduzierung von Dioxin- und FuranemissionenInfo
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Description
Es ist bekannt, daß Dioxine und Furane mit Hilfe von Aktivkohle oder Zeolithen adsorptiv aus
Abgasen entfernt werden können. Weit verbreitet ist die Aktivkokstechnik unter Verwendung von
Formativkoks oder Herdofenkoks. Die wichtigsten Verfahren dieser adsorptiven Gasreinigung
sind die Filterschichttechnik, die zirkulierende Wirbelschichttechnik, die Wanderbettechnik und
die Fließbettadsorption [Energieanwendung Bd. 23 (1994), Heft 11, S. 501-504].
Neben den hohen Investkosten und Aufwendungen für die Sicherheitstechnik ist insbesondere die
Entsorgung der mit Dioxinen und Furanen beladenen Aktivkohlen außerordentlich problematisch.
Eine andere Möglichkeit zur Reduzierung von Dioxin- und Furanemissionen ist die thermische
Zersetzung in Nachverbrennungsstufen bzw. katalytischen Nachverbrennungsanlagen
[Entsorgungspraxis Bd. 13 (1995), Heft 1-2, S. 49-50, 53-54].
Häufig sind mehrstufige Reinigungsschritte erforderlich
[Umwelt Bd. 24 (1994), Heft 9, S. 438-440].
Die notwendigen Investkosten für diese Anlagen sind außerordentlich hoch, um die vom
Gesetzgeber geforderten Grenzwerte für Dioxine und Furane einhalten zu können.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zum
chemischen Abbau von Furanen und Dioxinen zu entwickeln.
Dieses Problem wird durch das in den Patentansprüchen beschriebene Verfahren gelöst.
Es wurde gefunden, daß beim Eindüsen von Peroxodisulfaten in Abgase bei Temperaturen von 60
bis 150°C ein rascher Abbau von Dioxinen und Furanen erfolgt. Das ist um so überraschender, da
bekannt ist, daß Peroxodisulfate sich oberhalb 100°C rasch zersetzen.
Die notwendige Zugabemenge an Peroxodisulfaten hängt von der Dioxin- bzw. Furanbelastung
der zu behandelnden Abgase ab. Besonders günstige Ergebnisse werden bei einer Zugabe von
0,1 bis 0,5 g Peroxodisulfat/m3 Abgas erzielt.
Die Peroxodisulfate können in die Abgase in Form wäßriger Lösungen eingedüst werden,
insbesondere von Natriumperoxodisulfat. Letzteres kann auch im Gemisch mit Natriumsulfat
eingesetzt werden, wie dies unmittelbar vor Ort durch Elektrooxydation von Natriumsulfat
hergestellt werden kann. Der Eintrag der Peroxodisulfate kann aber auch in fester Form erfolgen.
Auch Mischungen von Peroxodisulfaten mit Natriumpercarbonat eignen sich zum Dioxin- bzw.
Furanabbau.
Anwendbar ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Reduzierung der Dioxin- und
Furanbelastungen unter 1 ng/m3 aller Abgase, insbesondere der von NE-metallurgischen
Betrieben.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß das Verfahren in bereits
bestehende Anlagen sehr leicht integriert werden kann. Außerdem ist eine Herstellung des
Oxydationsmittels vor Ort aus billigen Ausgangsmaterialien, beispielsweise technischem
Natriumsulfat, möglich.
In die auf ca. 130-150°C abgekühlten und grob gereinigten Rohgase eines Wälzofens, in dem
zinkhaltige Abfälle verwertet werden, wird eine konzentrierte wäßrige Lösung von
Natriumperoxodisulfat bei einer Zugabemenge von 0,2 g Salz/m3 Abgas eingedüst. Die bei der
chemischen Umsetzung der Dioxine und Furane anfallenden bzw. mit anderen Komponenten des
Rohgases gebildeten Reaktionsprodukte werden in der nachfolgenden Entstaubungsanlage
abgeschieden. Zusätzliche Gasreinigungsanlagen brauchen nicht installiert zu werden. Der Gehalt
an Dioxinen und Furanen von 8 ng/m3 Rohgas wurde auf < 1 ng/m3 gesenkt.
Entsprechend Beispiel 1 - 0,2 g Salz/m3 Abgas - wird in die auf ca. 140°C abgekühlten und grob
gereinigten Rohgase eine wäßrige Lösung, die 400 g/l Na2S2O8 und 160 g/l Na2SO4 enthält,
eingedüst. Bei Rohgasgehalten an Dioxinen und Furanen von 9 ng/m3 Abgas wurde dadurch im
Reingas ein Gehalt < 1 ng/m3 erreicht.
Die Reagenzlösung wird in einer Membranzelle, ausgerüstet mit einer Edelstahlkathode und einer
glatten Platinanode sowie einer Nafionmembran zur Trennung des Kathoden- und Anodenraums,
aus einer bei 45°C an Natriumsulfat gesättigten Lösung hergestellt. Bei einer
Kathodenstromdichte von 2 kA/m2 und einer Anodenstromdichte von 5 kA/m2 wird die
Elektrolyse bei 45°C so geführt, daß kathodenseitig Natronlauge - 170 g/l - und anodenseitig eine
Lösung, die 400 g/l Na2S2O8, 157 g/l Na2SO4 und 4 g/l H2SO4 enthält, anfallen
(Stromausbeute 67,5%, spez. Elektroenergieverbrauch 2,1 kWh/kg).
Die im Beispiel 2 durch Elektrolyse erhaltene natriumperoxodisulfat- und natriumsulfathaltige
Lösung wurde mit der gleichzeitig beim Kathodenprozeß gebildeten Natronlauge gemischt. Die
Lösung enthielt 201 g/l Natriumperoxodisulfat, 68 g/l Natronlauge und 38 g/l Natriumsulfat.
Entsprechend Beispiel 1 wird diese Lösung (0,2 g Natriumperoxodisulfat/m3 Abgas) in die auf ca.
140°C abgekühlten und grob gereinigten Rohgase eingedüst.
Bei Rohgasgehalten an Dioxinen und Furanen von 10 ng/m3 wurde ein Gehalt im Reingas
von < 1 ng/m3 erreicht.
Claims (6)
1. Verfahren zur Reduzierung von Dioxin- und Furanemissionen in Abgasen ohne Zusatz von
katalytisch wirksamen Feststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß Peroxodischwefelsäure
oder ihre Salze in die Abgase bei Temperaturen von 60 bis 150°C eingebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die eingesetzte Menge an Peroxodisulfat zwischen
0,05 bis 1 g/m3 beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, bei dem eine wäßrige Lösung von
Peroxodischwefelsäure, Natriumperoxodisulfat oder Kaliumperoxodisulfat als
Oxydationsmittel eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Peroxodisulfate
elektrolytisch aus Natriumsulfat in einer Elektrolysezelle hergestellt werden und das
Oxydationsmittel ohne Isolierung als Natriumperoxodisulfat im Gemisch mit Natriumsulfat
eingesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, bei dem die Alkaliperoxodisulfate in fester Form in die
Abgase eingebracht werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 und 5, bei dem Natriumperoxodisulfat, gemischt mit
Natriumpercarbonat, in die Abgase eingedüst wird.
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|---|---|---|---|---|
| DD247613A5 (de) * | 1985-01-28 | 1987-07-15 | ����`��@���k�� | Verfahren zur reduzierung der emissionswerte von industriellen abgasen und industrieller abluft |
| DE4305344A1 (de) * | 1993-02-20 | 1994-08-25 | Degussa | Verfahren zum Abbau von in Gasen enthaltenen hochtoxischen halogenierten organischen Verbindungen |
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1997
- 1997-04-18 DE DE1997116437 patent/DE19716437C1/de not_active Expired - Fee Related
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