DE4224676C2 - Verfahren zum Abscheiden von Quecksilber aus Rauchgasen - Google Patents
Verfahren zum Abscheiden von Quecksilber aus RauchgasenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von
Quecksilber aus Rauchgasen, wie sie in Feuerungen von
Kohlekraftwerken sowie Müll- und Klärschlamm
verbrennungsanlagen anfallen.
In solchen Rauchgasen sind Schwermetalle, darunter
Quecksilber, in Spuren enthalten. Diese gelangen zum Teil
mit dem Abgas ins Freie, zum Teil lagern sie sich in den
Stoffströmen an, die bei der Reinigung der Rauchgase als
Reststoffe anfallen. Bei der Verbrennung von Kohle, Müll
oder Klärschlamm wird Quecksilber praktisch vollständig in
die Gasphase überführt. Am Kesselende im Temperaturbereich
von 350 bis 400°C liegt das Konzentrationsniveau zwischen
15 und 60 µg/m3. In Fig. 1 ist ein typisches
Stoffflußschema für Quecksilber dargestellt, wie es an
Rauchgasen von Kohlekraftwerken ermittelt wurde, Quelle:
Forschungsbericht ENV-492-D (B) der EGKS "Messung der
Schwermetallabscheidung einer Rauchgasentschwefelungs
anlage nach dem Kalkwaschverfahren" von H. Gutberlet,
April 1984, S. 51. Danach werden nur etwa 20% des im
Rauchgas enthaltenen Quecksilbers aus dem Rauchgas
abgeschieden. Der überwiegende Teil gelangt in den
Klärschlamm, und ein geringer Teil wird in den Gips
eingebunden. 80% gelangen aber mit dem Abgas ins Freie.
Die Entfernung von Hg aus Abgasen ist aus
Umweltschutzgründen wünschenswert, wird aber bisher nicht
gezielt betrieben.
Aus der EP-00 64 962 B1 ist ein Verfahren zum Abtrennen
von dampfförmigem elementaren Quecksilber und gasförmigen
Quecksilberhalogeniden aus Gas bekannt, bei dem man das
Gas aus einer wäßrigen Waschflüssigkeit behandelt.
Durch Zusatz von Ionen, die mit Hg (II)-Ionen Komplexe
bilden können, wird das elementare Quecksilber oxidiert
und in der Waschflüssigkeit absorbiert. Bei diesem
bekannten Verfahren erfolgt das Abtrennen des
Quecksilbers also durch Waschen.
Ein gleichartiges Verfahren wird dort auch zum Abtrennen
von Quecksilber aus Rauchgasen einer
Müllverbrennungsanlage in Form von Sulfid durch eine
Naßwäsche angewendet, H. Vogg: Von der Schadstoffquelle
zur Schadstoffsenke - Neue Konzepte der Müllverbrennung,
in: Chem.-Ing.-Techn. 60 (1988) Nr. 4, S. 247 bis 255.
In der DE 37 01 764 A1 wird das Abtrennen von Quecksilber
aus Gasen mit Hilfe von Kupfer-II-Chlorid in einer
schwefelsauren Waschlösung bei einer Temperatur von 20
bis 100°C empfohlen. Der sich bildende lösliche
Quecksilberchloro-Komplex wird aus der sauren Lösung
abgetrennt.
Zur Entfernung von Quecksilber aus Gasen oder
Gasgemischen wird in der DE-39 31 891 A1 ein Verfahren
bekanntgegeben, bei dem mittels Ozon eine Oxidation des
Quecksilbers durch reine Katalyse erreicht wird. Dem
Gasgemisch wird eine 5- bis 50fache stöchiometrische
Menge Ozon dem Quecksilbergehalt entsprechend zudosiert.
Die Reaktion läuft an einem Metall/Metall- und/oder
Metall/Metalloxid und/oder Metalloxid/Metalloxid-
Katalysator ab. Das entstandene Quecksilberoxid wird
durch bekannte Filtrationsverfahren dann entfernt. Das
Verfahren wird insbesondere zum Zweck der Entsorgung von
Standard-Leuchtstofflampen angewendet. Hinweise auf die
Abscheidung von Quecksilber aus Verbrennungsabgasen
enthält diese Schrift nicht.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein unter
technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten
geeignetes Verfahren zu schaffen, mit dem man Quecksilber
aus Verbrennungsabgasen entfernen kann, und zwar im
trocknen Zustand, d. h., bevor zum Entfernen der übrigen
Schadstoffe eine Naßwäsche vorgenommen wird. Auf diese
Weise soll verhindert werden, daß gasförmiges oder festes
Quecksilber unkontrolliert und in zu großer Menge ins
Freie gelangt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung
vorgeschlagen, daß die Rauchgase vor der Naßwäsche mit
einer Temperatur im Bereich von unter 500°C mit einem
Oxidations-Katalysator in Kontakt gebracht werden, worauf
in einem mit Wasser betriebenen Wäscher oder Absorber die
Quecksilberverbindungen durch Fällen oder Adsorption aus
dem Waschwasser abgeschieden werden.
Im Gegensatz zu dem aus der DE 39 31 891 A1 bekannten
Verfahren wird das erfindungsgemäße ohne Zusatz von Ozon
durchgeführt. Die Oxidation erfolgt mit Hilfe der in den
Verbrennungsabgasen enthaltenen Halogenide, insbesondere
der Chloride, sowie des Restsauerstoffgehaltes. Bevorzugt
erfolgt das Einleiten der Rauchgase in den Katalysator
bei einer Temperatur im Bereich von 300 bis 400°C. In
diesem Temperaturbereich läuft die durch den Katalysator
begünstigte Oxidation von Quecksilber am raschesten und
vollkommensten ab.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Oxidations-
Katalysator ein Katalysator vom Metalloxid/Metalloxid-
Typ verwendet, wie er auch in Denox-Anlagen zum Einsatz
gelangt.
Die Erfindung beruht auf der im Zuge von entsprechenden
Untersuchungen gewonnenen Erkenntnis, daß das Quecksilber
im Rauchgas von Verbrennungsanlagen in Abhängigkeit vom
Chloridgehalt zu mehr als 50% aus metallenem Quecksilber
besteht. Da der metallene Quecksilberanteil bei der
Abscheidung durch eine Rauchgaswäsche Schwierigkeiten
bereitet, wird er erfindungsgemäß in einem
Oxidationskatalysator in ionisches Quecksilber
überführt.
In dem Fließschema der Fig. 1 ist dies dargestellt. Nach
Verlassen des Oxidations-Katalysators gelangt das
Rauchgas in den Wäscher, in welchem es von Schwebstoffen
und wasserlöslichen Substanzen befreit wird. Das
gereinigte Rauchgas verläßt den Wäscher, während das
Waschwasser mit darin suspendierten und gelösten
Bestandteilen zunächst in einen Quecksilber-Abscheider
geleitet wird. Darin wird das im Waschwasser gelöste
Quecksilber durch Fällen oder Adsorption auf irgendeine
geeignete Weise aus dem Waschwasser abgetrennt und einer
Wiederverwendung zugeführt. Das von Quecksilber befreite
Waschwasser gelangt dann zur weiteren Reinigung und
Verarbeitung der Reststoffe, z. B. Gips, in weitere hier
nicht dargestellte Anlagenteile.
Die Erfindung schafft somit ein neues Verfahren, mit dem
es unter Verwendung handelsüblicher Anlagenteile auf
einfache Weise möglich ist, Quecksilber aus Rauchgasen zu
entfernen. Es wird damit ein weiterer Beitrag zum
Emissionsschutz und zur Verringerung der
Belastung der Umwelt durch schädliche Substanzen, hier
das Schwermetall Quecksilber, geliefert.
Claims (3)
1. Verfahren zum Entfernen von Quecksilber aus
Rauchgasen von Kohlekraftwerken sowie Müll- oder
Klärschlamm-Verbrennungsanlagen,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Rauchgase vor der Naßwäsche mit einer Temperatur unter
500°C mit einem Oxidations-Katalysator in Kontakt
gebracht werden, wobei der metallene Quecksilberanteil
oxidiert wird, worauf das ionische Quecksilber im
Waschwasser gelöst und danach durch Fällen oder
Adsorption aus dem Waschwasser abgeschieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Rauchgase mit einer Temperatur im Bereich von 300 bis
400°C dem Katalysator zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als
Oxidations-Katalysator einer vom Metalloxid/Metalloxid-Typ
verwendet wird, wie er auch in Denox-Anlagen eingesetzt
wird.
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