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DE2346580A1 - Verfahren zur abtrennung von fluorwasserstoff - Google Patents

Verfahren zur abtrennung von fluorwasserstoff

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Publication number
DE2346580A1
DE2346580A1 DE19732346580 DE2346580A DE2346580A1 DE 2346580 A1 DE2346580 A1 DE 2346580A1 DE 19732346580 DE19732346580 DE 19732346580 DE 2346580 A DE2346580 A DE 2346580A DE 2346580 A1 DE2346580 A1 DE 2346580A1
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DE
Germany
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solids
fluidized bed
bed reactor
gas
hydrogen fluoride
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19732346580
Other languages
English (en)
Inventor
Eberhard Dipl Ing Dr Ing Boehm
Rolf Graf
Lothar Dipl Ing Dr Ing Reh
Volker Dipl Ing Dr Sparwald
Ernst Weckesser
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.)
GEA Group AG
Vereinigte Aluminium Werke AG
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
Vereinigte Aluminium Werke 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
Application filed by Metallgesellschaft AG, Vereinigte Aluminium Werke AG filed Critical Metallgesellschaft AG
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Priority to AU68773/74A priority patent/AU486522B2/en
Priority to JP49067001A priority patent/JPS5056396A/ja
Priority to AT499774A priority patent/AT353241B/de
Priority to NL7408670A priority patent/NL7408670A/xx
Priority to CA206,308A priority patent/CA1030728A/en
Priority to BR6541/74A priority patent/BR7406541D0/pt
Priority to GB3603974A priority patent/GB1474215A/en
Priority to FR7430584A priority patent/FR2243724B2/fr
Priority to BE6044744A priority patent/BE819763R/xx
Priority to IT27106/74A priority patent/IT1048197B/it
Priority to CS7400006308A priority patent/CS186274B2/cs
Priority to RO79986A priority patent/RO72798B1/ro
Priority to NO743297A priority patent/NO142859C/no
Priority to SE7411594A priority patent/SE408408B/xx
Publication of DE2346580A1 publication Critical patent/DE2346580A1/de
Priority to US05/621,604 priority patent/US4065271A/en
Priority to JP56090708A priority patent/JPS6033526B2/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/22—Collecting emitted gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds

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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

METALLGESELLSCKAFT Frankfurt/M., den 14.9.73
Aktiengesellschaft BrOz/MSchu
Frankfurt/M.
Vereinigte Aluminium- 2346580
Werke AG
Prov. Nr. 7260 LC
Verfahren zur Abtrennung von Fluorwasserstoff (Zusatz zu Patentanmeldung P 20 56 096)
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Fluorwasserstoff aus Gasen mit in fluidisiertem Zustand befindlichen Feststoffen (Adsorbentien), bei dem die Fluorwasserstoff enthaltenden Gase als Fluidisierungsgas mit solcherf Geschwindigkeit in einen Wirbelschichtreaktor eingeleitet werden, daß mit dem Feststoff eine stark aufgelockerte Wirbel1-schicht mit einem -Gefälle der Feststoffkonzentration von unten nach oben entsteht und die Feststoffe zum überwiegenden Teil nach oben ausgetragen werden(gemäß Patentanmeldung P 20 56 096).
In der Technik stellt sich in vielen Fällen das Problem, in Gasen enthaltene Bestandteile, sei es auch Gründen der Wirtschaftlichkeit zv/ecks Wiedergewinnung, sei es zur Vermeidung der Umweltverschmutzung, zu entfernen. Dabei kann die Entfernung auf nassem Wege, z.B. durch Wäsche, oder auf trockenem Wege mittels Abtrennung durch Feststoffe erfolgen.
Ein besonderes Problem bildet die Entfernung von Fluorwasserstoff aus Abgasen. Infolge- der Verwendung von komplexen Fluoriden, wie Kryolith, als Flußmittel in der Aluminiumelektrolyse enthalten die Abgase je nach Art der Absaugung und Verdünnung bis zu ca. 1 000 mg HF/Nm , in der Regel jedoch weniger als ca. 100 mg HF/Nm .
Neben der bereits genannten Naßwäsche sind zur Entfernung des Fluorwasserstoffs insbesondere verschiedene Trockenadsorptionsverfahren bekännx, bei denen die den Naßwaschverfahren eigenen Korrosionsprobleme umgangen werden sollen.
-Z-
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So wird in der GB-PS 848 708 vorgeschlagen, in eine zu einem Schlauchfilter führende Leitung mit dem zu reinigenden Gas trockene Adsorptionsmittel, wie Kalkstein, Calciumkarbonat, gelöschten Kalk, gebrannten Kalk, Tonerde, aktive Tonerde, Magnesiumoxyd in einer solchen Menge zu geben, daß auf keinen Fall die theoretisch zur Fluorwasserstoffentfernung erforderliche Adsorptionsmittelmenge unterschritten wird. Das feinkörnige Adsorptionsmittel mit vorzugsweise kleiner 200 Maschen wird pneumatisch mit den Gasen in das Schlauchfilter gefördert, wobei ein Entmischen des Fest- . Stoffs beim Fördern vermieden werden soll. An den vertikal-. len Taschen des Filters wird das Adsorptionsmittel angela-. t gert, wobei die gebildete Staubschicht als Filterkuchen für die nachfolgenden Gase wirkt. Nachteilig für die Adsorption bei dieser Verfahrensweise sind die kurzen Materialverweilzeiten im Gasstrom während des Förderns, die Neigung des Feststoffs, sich in Strähnen zu legen und die Notwendigkeit der periodischen Reinigung des Filters.
Ein anderes Verfahren (CA-PS 613 352) sieht vor, gasförmigen Fluo-wasserstoff aus Elektrolyseabgasen bei weniger als 200 0C dadurch zu entfernen, daß man das Abgas mit weniger als 880 mg HF/Nm durch eine periodisch zu entfernende Schichi von Tonerde mit einem Glühverlust von 1,5 - 1O/o bei Gasverweilzeiten kleiner 1 see strömen läßt. Das mit Fluorid angereicherte Oxyd wird direkt in die Elektrolysezellen gegeben, wobei 3 - 20% des ins Bad aufgegebenen Oxyds als Adsorptionsmittel verwendet v/erden. In bevorzugter Ausführung dieses Verfahrens wird das Oxyd in einen strömenden Gasstrom eingetragen und damit zu einem Schlauchfilter transportiert, wo die durchlässige Schicht zur Entfernung des Fluorwasserstoffε in Form einer Staubschicht aufgetragen wird, die periodisch entfernt wird. Das Verfahren hat praktisch die gleichen Nachteile v/ie das erstbeschriebene.
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Aus der DT-AS 1 091 994 ist es bekannt, mit aktiver Tonerde, die eine spezifische Oberfläche von mehr als 150 m /g aufweist, bei Temperaturen von Raumtemperatur bis 650 C, vorzugsweise bei 100 - 450 0C, Gase mit Gehalten von Fluorwasserstoff von kleiner 1 Vol.% zu reinigen. Vorzugsweise soll 1 Volumenteil aktive Tonerde auf 800 Teile Gas verwendet werden und das aktivierte Oxyd mit Korndurchmesser von ca. 3 - 12 mm im Gegenstrom, zu den Gasen geführt v/erden. Die Reinigung der Gase kann damit auf 30 - 40 mg/m Reingasgehalt durchgeführt werden. Nachteilig bei dieser Methode ijst die Notwendigkeit der Herstellung aktiver Tonerdegranalien. Die anwendbaren Gasgeschwindigkeiten bei diesem Verfahren'^ in der Tonerdeschicht liegen bei 0,1 - 0,3 m/sec, welche für technische Anwendungen große Apparatequerschnitte erfordern.
In der US-PS 3 503 184 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem Elektrolysezellenabgase mit weniger als 1240 mg HF/m bei 65 - 85 °c in einer dichten Wirbelschicht von 5-30 cm Betthöhe behandelt werden. Es werden dabei pro kg Fluorwasserstoff im Gas Oxydmengen von 25 - 75 kg eingesetzt. Die Gasverweiizeiten im Wirbelbett betragen 0,25 - 1,5 see. Zur Antrennung des mitgerissenen Feinstaubs ist ein Filter vorgesehen. Bei diesem Verfahren können nur geringe Gasgeschwindigkeiten von ca. 0,3 m/sec angewendet werden, da sonst die geforderte dichte V/irbelschicht nicht eingehalten werden kann und zu große Haterialmengen in das Filter gefördert werden, wo sie anormal häufiges Abreinigen mit den damit verbundenen Schwierigkeiten, wie Verschleiß, Reicsen der Säcke etc. erfordern.
Wegen der gestellten Forderung nach einer möglichst dichten Schicht mit möglichst großer Austauschfläche ist den vorbeschriebenen Verfahren gemeinsam, die Adsorptionsschichten mit relativ niedrigen Gasgeschv.'indigkeiten zu
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betreiben. Hierdurch ist jedoch ein wirtschaftliches Gasreinigungsverfahren, das einen hohen Gasdurchsatz pro Volumeneinheit erforderlich macht, nicht möglich.
Um diese Nachteile zu beseitigen, insbesondere um sehr gute Adsorptionsergebnisse bei hohen Gasdurchsätzen zu erzielen, ist vorgeschlagen worden, die Fluorwasserstoff enthaltenden Gase als Fluidisierungsgas mit solcher Geschwindigkeit in einen Wirbelschichtreaktor einzuleiten, daß mit dem Feststoff eine stark aufgelockerte Wirbelschicht mit. einem Gefälle der Feststoffkonzentration von unten nach ,K oben entsteht und die Feststoffe zum überwiegenden Teil nach oben ausgetragen werden (DT-OS 2 056 O96). Im wesentlichen unter gleichen Bedingungen arbeitet das Verfahren der DT-OS 2 225 686.
Es wurde nun gefunden, daß das bereits Vorteile aufweisende Verfahren der DT-OS 2 O56 O96 insgesamt erheblich verbessert, speziell seine Wirtschaftlichkeit erhöht und seine Betriebsweise vereinfacht werden kann, wenn das Verfahren zur Abtrennung von Fluorwasserstoff aus Gasen mit in fluidisiertem Zustand befindlichen Stoffen (Adsorbentien), bei dem die Fluorwasserstoff enthaltenden Gase als Fluidisierungsgas mit solcher Geschwindigkeit in einen Wirbelschicht reaktor eingeleitet werden, daß mit dem Feststoff eine stark aufgelockerte Wirbelschicht mit einem Gefälle der Feststoffkonzentration von unten nach oben entsteht und die Feststoffe zum überwiegenden Teil nach oben ausgetragen werden(gemäß Patentanmeldung P 20 56 O96), entsprechend der Erfindung derart ausgestaltet wird, daß die mit den Gasen ausgetragenen Feststoffe in einem unmittelbar nachgeschalteten Elektrofilter abgeschieden werden.
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Zwar ist bei dem Verfahren der Hauptanmeldung ein Elektrofilter zur Abscheidung der Feinanteile bereits vorgesehen. Es war jedoch nicht zu erwarten, daß es möglich sei, die genannten,in hoher Suspensionsdichte mit den Gasen aus dem Wirbelschichtreaktor ausgetragenen Feststoffe allein mit Hilfe eines Elektrofilter praktisch quantitativ abzuscheiden. Die Anwendung des Elektrofilter als Abscheider für die mit den Gasen ausgetragenen Feststoffe bringt den Vorteil mit sich, daß das aus Adsorber und Abscheider bestehende System mit bislang unbekannt niedrigem Druckverlust arbeitet. Hierdurch lassen sich die Betriebskosten - insbesondere bei der Bewältigung größter Gasmengen - wesentlich senken.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird die Gas-Feststoff-Suspension mit Wasser auf einen Staubwiderstandswert < 10"12 Ohm · cm, vorzugsweise < 1011 Ohm · cm, konditioniert. Der hierfür erforderliche Wassergehalt kann bei allerdings ungewöhnlichen Witterungsverhältnissen bereits vorliegen. Im allgemeinen ist es jedoch erforderlich, zur Erlangung des genannten Staubwiderstandswertes Wasser bzw. Wasserdampf an einer geeigneten Stelle zuzuführen. Besonders zweckmäßig ist der Eintrag von Wasser direkt in den .. Wirbelschichtreaktor. Überraschenderweise beeinträchtigt der Eintrag von Wasser und/oder Viasserdampf die Adsorption von Fluorwasserstoff nicht. Diese Tatsache ist insofern überraschend, als zu befürchten war, daß Wasser die Adsorptionsfähigkeit der Feststpffe für Fluorwasserstoff stark herabsetzt und die geforderten Endgasreinheiten nicht erhalten werden können.
Um eine hinreichend hohe Beladung der Feststoffe mit Fluorwasserstoff zu erzielen, ist es zweckmäßig, die abgeschiedenen Feststoffe zur Ausbildung einer zirkulierenden Wirbelschicht in den Wirbelschichtreaktor zurückzuführen. Zur Rückführung in den Wirbelschichtreaktor, können an sich bekannte Eintragsvorrichtungen verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist der Eintrag des Feststoffes auf pneumatischem Wege.
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Bei dem Hauptanwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung, nämlich der Abtrennung von Fluorwasserstoff aus Abgasen der Schmelzflußelektrolyse von Aluminium, bei der üblicherweise mit Aluminiumoxyd und/oder Natriumaluminat als Feststoff gearbeitet wird, fallen regelmäßig im Abgas Verunreinigungen an, die sich ebenfalls mit dem zur Adsorption des Fluorwasserstoff eingesetzten Feststoff abscheiden. Dabei können die Verunreinigungen im Abgas sowohl gas- oder dampfförmig als auch in Form kleiner Feststoffp'artikel vorliegen. Es handelt sich beispielsweise um Kohlenstoff, Schwefel, Eisen, Silizium, Phosphor und/oder Vanadin bzw. um Verbindungen dieser Elemente. Derartige Verunreinigungen führen zu Schwierigkeiten, wenn sie über die beladenen Feststoffe in die Schmelzflußelektrolyse rückgeführt werden und sich im Elektrolyt anreichern. Sie verunreinigen das erschmolzene Aluminiummetall und verringern die Stromausbeute des Elektrolyseofens.
Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, werden in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Feststoffe in einem mit mehreren Feldern und Staubbunkern ausgestatteten Elektrofilter in Fraktionen unterschiedlicher Körnung abgeschieden; denn der überwiegende Teil der Verunreinigungen findet sich in der vom Elektrofilter abgeschiedenen feinkörnigen Fraktion mit einem das Dreifache und mehr ausmachenden Anreicherungsgrad und kann von den grobkörnigen Anteilen getrennt ausgetragen werden. Der feinkörnige Anteil kann verworfen oder in geeigneter Weise z.B. zur Wiedergewinnung des Feststoffes (Adsorbens) aufgearbeitet werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mit fraktionierter Abscheidung der Feststoffe wird die grobkörnige Feststoff-Fraktion zur hinreichend hohen Beladung mit Fluorwasserstoff zur Ausbildung einer zirkulierenden Wirbelschicht in den Wirbelschichtreaktor zurückgeführt.
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Es ist zweckmäßig, Feststoffe mit mittleren Korngrößen von 20 bis 300/U einzusetzen und in diesem Fall die Gasgeschwindigkeit in der Wirbelschicht auf 1 bis 5 m/sec einzustellen. Die mittlere Gasverweilzeit im Wirbelschichtreaktor beträgt dann etwa 1 bis 15 see.
Die hinsichtlich der Abscheidetemperatur im Elektrofilter günstigsten Bedingungen werden erhalten, wenn die Temperatur der Gas-Feststoff-Suspension auf einen Wert im Bereich von 40 bis 85 0C eingestellt wird. Grundsätzlich sind auch Temperaturen oberhalb 220 0C möglich. Diese spielen jedoch eine untergeordnete Rolle, da die nach der Erfindung zu behandelnden Abgase im allgemeinen nicht mit derartig hohen Temperaturen anfallen.
Der im System Wirbelschichtreaktor/Elektrofilter herrschende Druckverlust kann weiter reduziert werden, wenn als vorteilhafte Ausführungsform die Fluorwasserstoff enthaltenden Abgase durch einen oder mehrere Venturi-artig ausgestaltete Einlasse in den Wirbelschichtreaktor eingeführt werden.
Es lassen sich der Kontakt Abgas/Feststoff verbessern sowie die Verweilzeit der Feststoffe und deren Beladung mit Fluorwasserstoff vergrößern, wenn in den Wirbelschichtreaktor ein Prallabscheider mit geringem Druckverlust eingebaut wird. Hierdurch wird die Durchsatzleistung des Verfahrens nicht verringert. "
Mit Hilfe der Erfindung ist es möglich, die mittlere Feststoffkonzentration im Schacht des Wirbelschichtreaktors durch gesteuerte Feststoffzugabe über geeignete Aufgabe- bzw. Rückführvorrichtungen und gesteuerten Feststoffaustrag und damit die angebotene Stoffaustauschfläche in weiten Grenzen zu variieren. Beispielsweise können sich auf den Druckverlust.des Systems günstig auswirkende mittlere Feststoffkonzentrationen
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im Bereich von 2 bis 10 kg/m Reaktorvolumen eingestellt
werden. Der stündliche Feststofftimlauf kann das Fünf- bis Hundertfache der im Schacht des Wirbelschichtreaktors befindlichen Feststoffmenge ausmachen.
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Die Erfindung wird anhand der Figuren und Ausführungsbeispiele näher und beispielsweise erläutert. Es zeigen
Figur 1 ein Fließschema zur Entfernung von Fluorwasserstoff aus Elektrolyseabgasen
und
Figur 2 ein Fließschema zur Entfernung von Fluorwasserstoff aus Elektrolyseabgasen mit" einem mehrere Felder und Staubbunker aufweisenden Elektrofilter. \t
Das feinkörnige Adsorbens wird über die Aufgabevorrichtung aufgegeben und mit dem durch die Gasverteilervorrichtung 1 als Fluidisierungsgas in den senkrechten Schacht 2 eingeleiteten Rohgas mit so hoher-Gasgeschwindigkeit durchströmt, daß im Wirbelschichtreaktor eine sich über die Gesamthöhe erstreckende Gas-Feststoff-Suspension ausbildet. Der Einbau eines Prallabscheiders 15 erhöht die Verweilzeit des Feststoffes. Das Adsorbens, dessen Konzentration innerhalb des Wirbelschichtreaktors von unten nach oben abnimmt, wird zum überwiegenden Teil über den Suspensionsaustritt 3 ausgetragen. In dem nachgeschalteten Elektrofilter 4 wird das Adsorbens abgeschieden. Es fällt im Staubbunker 5 an und wird zum Teil in den Wirbelschichtreaktor 2 über Leitung 9> zum Teil zur Elektrolyse über Leitung 10 abgeleitet. Vor dem Eintrag in die Elektrolysezelle durchläuft der Feststoff eine Vorrichtung 14, in der vorwiegend Kohlenstoff abgebrannt wird.
Das von Fluorwasserstoff befreite Abgas verläßt das Elektrofilter 4 über Abgasleitung 12.
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Im Unterschied zu Figur 1 wird bei dem Fließschema gemäß Figur 2 der Feststoff in Fraktionen unterschiedlicher Körnung in den Staubbunkern 5, 6, 7 und 8 abgeschieden. Während der im Staubbuhker 8 anfallende feinkörnige Anteil über Leitung 11 ausgetragen und beispielsweise verworfen wird, gelangen die in den Staubbunkern 5, 6 und 7 abgeschiedenen Feststoffe teils über Leitung 9 in den Wirbelschichtreaktor 2 zurück teils über Leitung 10 zum Elektrolysebad.
Bei der Ausgestaltung der Erfindung gemäß Figur 2 ist zwecks Schaffung günstigster Abscheidebedingungen im Elektrofilter 4 zur Konditionierung der Feststoff-Gas-Suspension ein Eintrag von Wasser mittels Leitung 13 in den Wirbelschichtreaktor 2 vorgesehen,
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SOI817/O37B
Ausführungsbeispiele
Beisgiel \ (mit Bezug auf Abbildung 1)
Zur Durchführung des Versuchs diente ein Wirbelschichtreaktor 2 mit 0,88 m Durchmesser im zylindrischen Teil und einer Höhe von 6 m. Das Elektrofilter 4 besaß ein Feld und einen Staubbunker 5.
Als Feststoff diente AIpO^ mit einem Glühverlust von 1 Gew.%, welches durch Wirbelschichtkalzination erzeugt worden war und welches eine spezifische Oberfläche (BET) von ca. 25 m /g und einen mittleren Korndurchmesser von /»0/ besaß.
Das Abgas, das 25 mg/Nm Fluorwasserstoff enthielt und eine Temperatur von 75 0C besaß, wurde in einer Menge von 5000 Nm-Vh durch einen Venturi-artig gestalteten Einlaß in den Wirbelschichtreaktor eingeführt. Die Zudosierung von AIpO, über die Aufgabevorrichtung 16 lag bei 6 kg/h. Die Gasgeschwindigkeit im Wirbelschichtreaktor betrug auf den leeren Reaktor bezogen - 2,7 m/sec. Über den Suspensionsaustritt 3 wurde eine Gas-Feststoff-Suspension mit einem Feststoffgehalt von 250 g/Nm Gas abgeleitet und dem Elektrofilter 4 aufgegeben. Die stündlich abgeschiedene Feststoffmenge in Höhe von 1250 kg/h wurde bis auf eine dem Eintrag des frischen AIpO, entsprechende Menge von ca. 6 kg/h, die über Leitung 10 und eine Vorrichtung 14 zum Abbrennen des Kohlenstoffs zum Elektrolysebad geführt wurde, über Leitung 9 in den Wirbelschichtreaktor zurückgeführt. Im Wirbelschichtreaktor 2 befanden sich insgesamt 18 kg Al5O, entsprechend einer mittleren Feststoffkonzentration von 4,5 kg/m Volumen.
Der im Gesamtsystem Wirbelschichtreaktor 2/Elektrofilter 4 herrschende Druckverlust lag bei 120 mm WS.
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Über die Abgasleitung 12 wurde ein Gas mit 100 mg/Nnr Staub und < 1 mg/Nnr Fluorwasserstoff abgeleitet.
BeisjDiel 2 (mit Bezug auf Abbildung 2)
Zur Durchführung des Versuchs diente der in Abbildung 1 beschriebene Wirbelschichtreaktor 2 und ein Elektrofilter, das zwei Felder und vier Staubbunker 5,6,7 und 8 besaß. Das als Feststoff eingesetzte AIpO^ war von gleicher Beschaffenheit wie im Beispiel 1.
In den Wirbelschichtreaktor 2 wurde ein Abgas, das 35 mg/ Nm Fluorwasserstoff enthielt und eine Temperatur von 80 ° hatte, in einer Menge von 5800 Nm /h eingetragen. Über die Aufgabevorrichtung 16 wurden stündlich 14 kg AIpO^ zugeführt. Die Gasgeschwindigkeit im Wirbelschichtreaktor 2 betrug - bezogen auf den leeren Reaktor - 3,3 m/sec.
Durch den Eintrag von 60 l/h Wasser über die Leitung 13 wurde die Feststoff-Gas-Dispersion für die Abscheidung im Elektrofilter 4 konditioniert und gleichzeitig die Temperatur der Suspension auf 60 0C gesenkt. Die Gas-Feststoff-Suspension mit 175 g/Nm wurde über den Suspensionsübertritt 3 abgezogen und der Feststoffgehalt im Elektrofilter 4 fraktioniert abgeschieden. In den Staubbunkern 5, 6, 7 und 8 wurden insgesamt stündlich 1000 kg Feststoff abgeschieden. Dieser wurde bis auf einen dem Eintrag von frischem AIpO^5 entsprechenden Anteil, der über Leitung 10 zum Elektrolysebad geführt wurde, und bis auf den im Staubbunker 8 in einer Menge von 1,5 kg/h anfallenden Feinstanteil über Leitung 9 in den Wirbelschichtreaktor zurückgeführt. Die im Staubbunker 8 anfallende und über Leitung 11 ausgetragene feinkörnige Fraktion wies - im Vergleich mit dem Mittelwert der Verunreinigungen des gesamten
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pO-, - eine Anreicherung der Verunreinigungen auf das Dreifache auf. Während - bezogen auf das Gesamtoxyd der Mittelwert für F 4,5, für C 1,3, für S 0,3 und für Fe2O5 0,25 Gew.% betrug, waren die Verunreinigungen der im Staubbunker 8 abgeschiedenen Fraktion für F 12,5, für C 3,7, für S 0,9 und für Fe2O5 0,7 Gew.%. Die im Wirbelschichtreaktor 2 befindliche Al-O^, -Menge lag bei 12 kg entsprechend einer Feststoffkonzentration von 3 kg/m^ Reaktorvolumen. Der im Gesamtsystem Wirbelschichtreaktor 2/Elektrofilter herrschende Druckverlust lag bei 110 mm WS. Die Abgasleitung 12 verließ ein Gas, dessen Staubgehalt < 30 mg/Nm und dessen Fluor-Gehalt 0,8 mg/Nm betrug.
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- Patentansprüche
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Claims (11)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Abtrennung von Fluorwasserstoff aus Gasen mit in fluidisiertem Zustand befindlichen Feststoffen (Adsorbentien), bei dem die Fluorwasserstoff enthaltenden Gase als Fluidisierungsgas mit solcher Geschwindigkeit in einen Wirbelschichtreaktor eingeleitet werden, daß mit dem Feststoff eine stark aufgelockerte V7irbelschicht mit einem Gefällt der Feststoffkonzentration von unten nach oben entsteht und die Feststoffe zum überwiegenden Teil nach oben ausgetragen werden(gemäß Patentanmeldung P 20 56' 096) ,dadurch gekennzei chn e t, daß die mit den Gasen ausgetragenen Feststoffe in einem unmittelbar nachgeschalteten Elektrofilter abgeschieden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoff-Gas-Suspension durch Eintrag von Wasser auf einen Staubwiderstandswert
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< 10 Ohm '-cm,, vorzugsweise < 10 Ohm · cm, für die Abscheidung konditioniert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoff-Gas-Suspension durch Eintrag von Wasser in den Wirbelschichtreaktor für die Abscheidung konditioniert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzei chnet, daß die abgeschiedenen Feststoffe zur Ausbildung einer zirkulierenden Wirbelschicht in den Wirbelschichtreaktor zurückgeführt v/erden.
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5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Feststoffe in einem mit mehreren Feldern und Staubbunkern ausgestatteten Elektrofilter in Fraktionen unterschiedlicher Körnung abgeschieden werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschiedenen Feststoffe mit
gröberer Körnung zur Ausbildung einer zirkulierenden Wirbelschicht in den Wirbelschichtreaktor zurückgeführt werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidisierungsgasgeschwindigkeit bei Partikelgrößen der Adsorbentien von 20 bis 300 /u auf 1 bis 5 m/sec eingestellt wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Gas-Feststoff-Suspension auf 40 bis 85 0C
eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluorwasserstoff enthaltenden Abgase durch einen oder mehrere
Venturi-artig gestaltete Einlasse in den Wirbelschichtreaktor eingeführt werden.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche.1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der Feststoffe durch Einbau eines Prallabscheiders in den Wirbelschichtreaktor erhöht wird.
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11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Feststoffkonzentration im Wirbelschichtreaktor auf 2-10 kg/m Reaktorvolumen eingestellt wird.
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Al
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DE19732346580 1973-09-15 1973-09-15 Verfahren zur abtrennung von fluorwasserstoff Withdrawn DE2346580A1 (de)

Priority Applications (17)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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