DE4339777A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung des Gehalts an metallischem Quecksilber von Rauchgasen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung des Gehalts an metallischem Quecksilber von RauchgasenInfo
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Reduzierung des Gehaltes an metallischem
Quecksilber von mit metallischem Quecksilber belasteten Rauch
gasen insbesondere aus Klärschlammverbrennungsanlagen unter
Verwendung von festen Adsorbentien wie Aktivkohle, Aktivkoks,
Herdofenkoks oder Molekularsieben, die gegebenenfalls zusätz
lich Calciumhydroxyd, Kalksteinmehl und/oder gemahlene Cal
ciumaluminiumsilikate und/oder inerte Feststoffe enthalten.
Ein derartiges Verfahren ist in der DE-A-41 24 844 beschrie
ben. Das Verfahren hat sich gut bewährt. Ein Nachteil des
Verfahrens besteht darin, daß der Verbrauch an festen Adsor
bentien relativ hoch ist und somit auch relativ viel kostet.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den Aufwand und
die Kosten des bekannten Verfahrens zu reduzieren. Diese Auf
gabe konnte jetzt überraschend einfach und gut gelöst werden,
indem die Gase in Kontakt gebracht werden mit Adsorbentien,
die bezüglich HgCl₂ und/oder anderen Hg-(II)-Verbindungen
bereits gesättigt sind. Bei den Versuchen, die Adsorbentien
möglichst gut auszunutzen und die Beladung mit den zu adsor
bierenden Stoffen zu optimieren, wurde die überraschende Be
obachtung gemacht, daß die Adsorbentien relativ rasch gesät
tigt sind bezüglich HgCl₂ und/oder anderen Hg-(II)-Verbindun
gen aber ihre Aufnahmekapazität für metallisches Quecksilber
erhalten bleibt. Noch überraschender war der Befund, daß bei
Verwendung von Adsorbentien, die bezüglich HgCl₂ und/oder
anderen Hg-(II)-Verbindungen schon gesättigt sind, der Gehalt
an HgCl₂ und/oder anderen Hg-(II)-Verbindungen im Gas nach
Kontakt mit den Adsorbentien höher ist als vor dem Kontakt.
Eingehende Untersuchungen haben jetzt ergeben, daß die mit
HgCl₂ und/oder anderen Hg-(II)-Verbindungen gesättigten Adsor
bentien in der Lage sind, metallisches Quecksilber in HgCl₂
und/oder andere Hg-(II)-Verbindungen umzuwandeln und, daß
diese Umwandlung immer dann stattfindet, wenn der zu reinigen
de Gasstrom noch gewisse Mengen an Sauerstoff, Chlorwasser
stoff und/oder Bromwasserstoff, SO₂ und Wasserdampf enthält.
Es handelt sich offensichtlich um eine Oxidation des feinst
verteilten metallischen Quecksilbers auf den Adsorbentien, da
flüssiges metallisches Quecksilber von Rauchgasen gleicher
Zusammensetzung nicht angegriffen wird. Sofern also andere
Abgase als Rauchgase eine ähnliche Zusammensetzung besitzen,
kann auch aus ihnen das metallische Quecksilber entfernt bzw.
umgewandelt werden.
Die erfindungsgemäß verwendete Oxidation von metallischem
Quecksilber zu HgCl₂ und/oder anderen Hg-(II)-Verbindungen
gestattet eine wesentlich längere, wenn nicht sogar nahezu
unbegrenzte Verwendung der Adsorbentien.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet für
Rauchgase, die mit relativ hohen Mengen von metallischem
Quecksilber belastet sind. Bereits ein Gehalt von 15 µg/m³
wird als störend und hoch angesehen. Die Rauchgase von reinen
Klärschlammverbrennungsanlagen weisen einen Gehalt von 60 bis
1000 µg/m³ Gesamtquecksilber auf, von dem ein Anteil von bis
zu 30% metallisches Quecksilber ist. Als weitere Hg-(II)-
Verbindungen kommen vor allem das Sulfat und das Bromid in
Frage.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit auch zum Einsatz
kommen in gemischten Verbrennungsanlagen, welche neben anderen
Brennstoffen einen gewissen Anteil an Klärschlamm enthalten,
wodurch erfahrungsgemäß der Gehalt an metallischem Quecksilber
in den Rauchgasen ansteigt. Da auch derartige Rauchgase aus
reichende Mengen an Sauerstoff, Chlorwasserstoff und/oder
Bromwasserstoff, SO₂ und Wasserdampf enthalten, kann bei die
sen Rauchgasen die erfindungsgemäße Umwandlung von metalli
schem Quecksilber in HgCl₂ und/oder andere Hg-(II)-Verbindun
gen durchgeführt werden. Die Entfernung von HgCl₂ und/oder
anderen Hg-(II)-Verbindungen ist wesentlich leichter und ein
facher durchzuführen, so daß alle herkömmlichen bekannten
Maßnahmen zur Entfernung von HgCl₂ und/oder anderen Hg-(II)-
Verbindungen zum Einsatz kommen können.
Das Verfahren gemäß DE-A-41 24 844 beschreibt vor allem die
Reinigung von Rauchgasen, die eine Vorreinigung und eine vor
zugsweise zweistufige nasse Rauchgasentschwefelung durchlau
fen, wobei die Entfernung des Quecksilbers und einigen anderen
Verunreinigungen in einem Flugstromreaktor erfolgt, bei dem
die beladenen Adsorbentien vorzugsweise durch ein Gewebefilter
wieder abgetrennt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine wesentlich län
gere und intensivere Nutzung der Adsorbentien. Es kann daher
auch in einem Wirbelbett oder in einem durchströmbaren Fest
bett durchgeführt werden.
Die Durchführung des Verfahrens erfolgt vorzugsweise in einer
Vorrichtung zur Reduzierung des Gehaltes an metallischem
Quecksilber von mit metallischem Quecksilber belasteten Rauch
gasen insbesondere aus Klärschlammverbrennungsanlagen beste
hend aus einem Flugstromreaktor, einem Wirbelbettreaktor oder
einem durchströmbaren Festbett enthaltend feste Adsorbentien,
wie Aktivkohle, Aktivkoks, Herdofenkoks oder Molekularsiebe,
die gegebenenfalls zusätzlich Calciumhydroxid, Kalksteinmehl
und/oder gemahlene Calciumaluminiumsilikate und/oder inerte
Feststoffe enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsor
bentien bezüglich HgCl₂ und/oder anderen Hg-(II)-Verbindungen
gesättigt sind. Zu den inerten Feststoffen zählt auch Flug
asche.
Da die erfindungsgemäß verwendete Umwandlung von metallischem
Quecksilber in HgCl₂ und/oder andere Hg-(II)-Verbindungen
anscheinend wenig von der Reaktionstemperatur beeinflußt wird,
kann die erfindungsgemäße Reduzierung des Gehaltes an metalli
schem Quecksilber auch in dem üblichen Temperaturbereich von
Rauchgasen, nämlich zwischen 70 und 220°C erfolgen. Vorzugs
weise wird das Verfahren durchgeführt in einem Bereich, der
oberhalb des Wassertaupunktes der Rauchgase liegt, damit es
nicht zu feuchten Kondensationen auf den Adsorbentien kommt.
Der bevorzugte Temperaturbereich liegt somit zwischen 100 und
180°C.
Claims (4)
1. Verfahren zur Reduzierung des Gehalts an metallischem
Quecksilber von mit metallischem Quecksilber belasteten
Rauchgasen insbesondere aus Klärschlammverbrennungsanla
gen unter Verwendung von festen Adsorbentien wie Aktiv
kohle, Aktivkoks, Herdofenkoks oder Molekularsieben, die
gegebenenfalls zusätzlich Calciumhydroxid, Kalksteinmehl
und/oder gemahlene Calciumaluminiumsilikate und/oder
inerte Feststoffe enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gase in Kontakt gebracht werden mit Adsorbentien, die
bezüglich HgCl₂ und/oder anderen Hg-(II)-Verbindungen
gesättigt sind.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die zu reinigenden Rauchgase mehr als 15 µg/m³ metalli
sches Quecksilber enthalten.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Adsorbentien in Kontakt gebracht werden in
einem Flugstrom, einem Wirbelbett oder einem durchström
baren Festbett.
4. Vorrichtung zur Reduzierung des Gehalts an metallischem
Quecksilber von mit metallischem Quecksilber belasteten
Rauchgasen insbesondere aus Klärschlammverbrennungsanla
gen bestehend aus einem Flugstromreaktor, einem Wirbel
bettreaktor oder einem durchströmbaren Festbett enthal
tend feste Adsorbentien wie Aktivkohle, Aktivkoks, Herd
ofenkoks oder Molekularsiebe, die gegebenenfalls zusätz
lich Calciumhydroxid, Kalksteinmehl und/oder gemahlene
Calciumaluminiumsilikate und/oder inerte Feststoffe ent
halten, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien
bezüglich HgCl₂ und/oder anderen Hg-(II)-Verbindungen
gesättigt sind.
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