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DE19711840A1 - Process for removing pollutants in low concentration, especially chlorinated hydrocarbons and possibly heavy metals, from exhaust gases - Google Patents

Process for removing pollutants in low concentration, especially chlorinated hydrocarbons and possibly heavy metals, from exhaust gases

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DE19711840A1
DE19711840A1 DE1997111840 DE19711840A DE19711840A1 DE 19711840 A1 DE19711840 A1 DE 19711840A1 DE 1997111840 DE1997111840 DE 1997111840 DE 19711840 A DE19711840 A DE 19711840A DE 19711840 A1 DE19711840 A1 DE 19711840A1
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Juergen Seipenbusch
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Abstract

The invention relates to a method for eliminating noxious matter present in low concentration from exhaust gases, in particular chlorinated hydrocarbons and, optionally, heavy metals. The exhaust gas (A) is passed through a moving bed (2, 3) travelling from the top downwards and made of a coarse grained base material (T), and the base material in the moving bed is coated with a carbon-containing sorbent dust (S). A simple coating of the base material is obtained.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von in niedriger Konzentration vorliegenden Schadstoffen, insbesondere chlorierten Kohlenwasserstoffen und ggf. Schwermetallen, aus Abgasen.The invention relates to a method for removing in lower Concentration of existing pollutants, especially chlorinated Hydrocarbons and possibly heavy metals, from exhaust gases.

Mit der deutschen Patentanmeldung 197 02 349.5 ist ein solches Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem grobkörniges inertes Trägermaterial mit einer anhaftenden Schicht aus kohlenstoffhaltigem Sorptionsmittelstaub beschichtet wird und das Abgas durch ein Wanderbett aus dem beschichteten Material hindurchgeleitet wird. In der älteren Anmeldung und in der vorliegenden Anmeldung wird unter einem inerten Trägermaterial ein solches Material verstanden, das bezüglich der Abscheidung von in niedriger Konzentration vorliegenden Schadstoffen, insbesondere organischen Schadstoffen und Schwermetallen inert bzw. inaktiv ist. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird das grobkörnige Trägermaterial außerhalb des Wanderbettes mit dem kohlenstoffhaltigen Sorptionsmittelstaub beschichtet und erst danach in das Wanderbett eingebracht. Hierzu ist eine gesondere Beschichtungsstufe erforderlich.Such a process is described in German patent application 197 02 349.5 have been proposed in the coarse-grained inert support material with a adhering layer of carbon-containing sorbent dust coated and the exhaust gas through a moving bed made of the coated material is passed through. In the older application and in the present one Registration is made under an inert carrier material understood that regarding the deposition of low concentration existing pollutants, especially organic pollutants and Heavy metals is inert or inactive. The proposed method will the coarse-grained carrier material outside the moving bed with the carbon-containing sorbent dust coated and only then in the Moving bed introduced. There is a special coating step for this required.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Entfernung von in niedriger Konzentration vorliegenden Schadstoffen anzugeben, bei dem die Herstellung des beschichteten Trägermaterials vereinfacht wird.It is the object of the present invention, a method for removal of pollutants present in low concentration at which the production of the coated carrier material is simplified.

Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, daß das Abgas durch ein von oben nach unten wanderndes Wanderbett aus grobkörnigem Trägermaterial hindurchgeleitet wird und das im Wanderbett befindliche Trägermaterial mit einem kohlenstoffhaltigen Sorptionsmittelstaub beschichtet wird.According to the invention it is provided that the exhaust gas from above moving bed made of coarse-grained carrier material  is passed through and the carrier material in the moving bed a carbon-containing sorbent dust is coated.

Die Beschichtung erfolgt somit im Wanderbett selbst. Als Trägermaterial können nicht nur die in der älteren Anmeldung angesprochenen Materialien: Kalksplitt, Kies oder ähnliches eingesetzt werden, sondern auch kohlenstoffhaltige Sorptionsmittel, die selbst über mehr oder weniger gute Adsorptionseigenschaften für die abzutrennenden Schadstoffe verfügen, wie z. B. Hüttenkoks, Herdofenkoks oder Aktivkohle. Als Sorptionsmittelstaub selbst können pulverisierter Hüttenkoks, Herdofenkoks (HOK), Formaktivkoks (FAK) oder Aktivkohle eingesetzt werden.The coating is thus carried out in the moving bed itself. As a carrier material can not only the materials mentioned in the older application: Lime chippings, gravel or the like are used, but also carbon-containing sorbents, which are even more or less good Adsorption properties for the pollutants to be separated, such as. B. Metallurgical coke, hearth coke or activated carbon. As sorbent dust itself can powdered smelter coke, hearth furnace coke (HOK), shaped active coke (FAK) or activated carbon can be used.

Auf besonders einfache Weise wird eine Beschichtung des Trägermaterials im Wanderbett erreicht, wenn das Wanderbett von dem Abgas quer durchströmt wird und dem Abgas vor Eintritt in das Wanderbett Sorptionsmittelstaub zugemischt wird.A coating of the carrier material in the The moving bed is reached when the exhaust gas flows across the moving bed and the exhaust gas before entering the moving bed sorbent dust is added.

Das mit Trägermaterial geeigneter Körnung, vorzugsweise 1 mm - 10 mm, weiter bevorzugt 2 mm - 5 mm, gefüllte Wanderbett wirkt als Tiefbettfilter zur Abscheidung des pulverisierten kohlenstoffhaltigen Sorptionsmittelstaubs, der auf den Körnern des Trägermaterials eine aktive Schicht zur adsorptiven Abscheidung von organischen Schadstoffen und Schwermetallen bildet. Die äußere Oberfläche dieser aktiven Schicht ist erheblich größer als die der Trägermaterialkörner, obwohl die Trägermaterialkörner selbst durch die auf ihnen gebildete aktive Schicht nur unwesentlich vergrößert werden. Untersuchungen haben gezeigt, daß die Aktivitäten bezüglich der adsorptiven Abscheidung von organischen Schadstoffen und Schwermetallen nahezu linear von der äußeren Oberfläche des Adsorptionsmittels abhängen.The grain with a suitable grain size, preferably 1 mm - 10 mm, more preferably 2 mm - 5 mm, filled moving bed acts as a low bed filter Separation of the powdered carbon-containing sorbent dust, the an active layer for adsorptive on the grains of the carrier material Separation of organic pollutants and heavy metals. The outer surface of this active layer is considerably larger than that of the Backing material grains, although the backing material grains themselves are due to the active layer formed by them are only slightly enlarged. Studies have shown that the activities related to the adsorptive Separation of organic pollutants and heavy metals almost linear depend on the outer surface of the adsorbent.

Durch die Wanderbewegung des Trägermaterials im Wanderbett bei gleichzeitiger Querdurchströmung des Wanderbettes durch das Abgas wird der Teil des pulverisierten kohlenstoffhaltigen Sorptionsmittels, der nicht auf den Trägermaterialkörnern auf der Anströmseite des Wanderbettes haftet, weiter in das Wanderbett hineintransportiert. Durch die Wahl der Menge des zugeführten pulverisierten Sorptionsmittels kann somit die Eindringtiefe des Sorptionsmittels in das Wanderbett entsprechend der zu lösenden Abscheideaufgabe für die genannten Schadstoffe angepaßt werden. Durch die Wahl der gesamten Tiefe des Wanderbettes in der Weise, daß bei maximaler Eindringtiefe des Adsorbens noch eine Restschicht unbeschichteten Trägermaterials vom Abgas durchströmt werden muß, kann sichergestellt werden, daß kein pulverisiertes Sorptionsmittel aus dem Wanderbett ausgetragen wird. Beim Zumischen des Sorptionsmittelstaubs in das zu reinigende Abgas kann dies so geschehen, daß der Sorptionsmittelstaub in den gesamten Abgasstrom eingemischt wird, z. B. in die Zuleitung des dem Wanderbett vorgeschalteten Gaseintrittsraumes eingemischt wird.Due to the moving movement of the carrier material in the moving bed simultaneous cross-flow of the moving bed through the exhaust gas Part of the powdered carbonaceous sorbent that does not affect the Carrier material grains stick to the upstream side of the moving bed, further in transported the walking bed into it. By choosing the amount of supplied powdered sorbent can thus the depth of penetration Sorbent in the moving bed according to the one to be solved Separation task for the pollutants mentioned are adjusted. Through the  Choice of the entire depth of the moving bed in such a way that at maximum Penetration depth of the adsorbent still a layer of uncoated Carrier material must be flowed through by the exhaust gas can be ensured be that no powdered sorbent from the moving bed is carried out. When adding the sorbent dust into the cleaning exhaust gas, this can be done so that the sorbent dust in the entire exhaust gas stream is mixed in, e.g. B. in the supply line of the Moving bed upstream gas inlet space is mixed.

Es ist jedoch auch denkbar, daß Sorptionsmittelstaub oder -pulver nur dem Teil des gesamten Abgasstroms zugemischt wird, der in einen oberen Bereich des Wanderbettes eintritt. Das Sorptionsmittelpulver bzw. Staub wird somit dem Teil des Wanderbettes zugeführt, der mit frischem Trägermaterial beschickt wird.However, it is also conceivable that sorbent dust or powder only the part of the total exhaust gas stream is mixed, which in an upper region of the Walking bed entry. The sorbent powder or dust is the Part of the moving bed fed, which is loaded with fresh carrier material becomes.

Andererseits ist es denkbar, daß das Wanderbett von dem Abgas quer durchströmt wird und Sorptionsmittelstaub dem Wanderbett im oberen Bereich des Wanderbettes auf der Gaseintrittsseite des Wanderbettes zugesetzt wird. Hierbei wird der Sorptionsmittelstaub bzw. -pulver mit dem frisch eingebrachten Trägermaterial zusammengebracht. Die Einmischung des pulverisierten Sorptionsmittels geschieht dann während der gemeinsamen, abwärts gerichteten Wanderbewegung des Trägermaterials und des Pulvers, wobei die vorzugsweise auf der Eintrittsseite des Wanderbettes vorgesehenen Jalousiebleche die Funktion von Mischelementen einnehmen.On the other hand, it is conceivable that the moving bed is transverse to the exhaust gas is flowed through and sorbent dust the moving bed in the upper area of the moving bed is added on the gas inlet side of the moving bed. Here, the sorbent dust or powder with the freshly introduced Carrier material brought together. The interference of the powdered Sorbent then happens during the common, downward directional movement of the carrier material and the powder, the preferably provided on the entry side of the moving bed Blind sheets assume the function of mixing elements.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung zur Abgasreinigung nach Anspruch 8.The invention also relates to a device for exhaust gas purification Claim 8.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren in verschiedenen Durchführungsweisen erläutert werden. Es zeigen:The invention will now be described in various ways with reference to the attached figures Implementation methods are explained. Show it:

Fig. 1 eine Verfahrensführung, bei der pulverisiertes Adsorbens dem zu reinigenden Abgas vor Eintritt in den Gaseintrittsraum des Reinigungsreaktors zugesetzt wird, Is added to the exhaust gas to be purified before entering the gas entry chamber of the purification reactor at the powdered adsorbent FIG. 1 is a process procedure,

Fig. 2 eine Verfahrensführung, bei der das pulverisierte Adsorbens dem oberen Bereich des Gaseintrittsraumes des Reaktors zugesetzt wird, und Fig. 2 shows a process in which the pulverized adsorbent is added to the upper region of the gas inlet space of the reactor, and

Fig. 3 eine Verfahrensführung, bei der das pulverisierte Adsorbens dem Wanderbett in der Nähe der Eintrittsjalousie zugesetzt wird. Fig. 3 shows a process in which the powdered adsorbent is added to the moving bed in the vicinity of the entrance blind.

In der Fig. 1 ist ein Wanderbettreaktor 1 dargestellt, in dem zwei vertikal ausgerichtete Wanderbetten 2 und 3 vorgesehen sind. Die Wanderbetten 2 und 3 sind zu einem Gaseintrittsraum 4 hin durch Eintrittsjalousien 2a und 3a begrenzt und zu einem zugeordneten Gasaustrittsraum 5 bzw. 6 durch Austrittsjalousien 2b und 3b. Die Wanderbetten 2 und 3 werden von oben über Leitungen 7 und 8 mit einem grobkörnigen Trägermaterial T beschickt. Das Trägermaterial wird über Leitungen 9 und 10 am unteren Ende der Wanderbetten kontinuierlich oder diskontinuierlich abgezogen und einer Siebeinrichtung 11 zugeführt. Der Siebdurchgang wird über Leitung 12 abgezogen, während der Siebüberstand über Leitung 13 in die Wanderbetten 2 und 3 zurückgeführt wird. Über Leitung 14 wird Trägermaterial T ergänzt.In FIG. 1, a moving bed reactor 1 is shown, are provided in the two vertically aligned moving beds 2 and 3. The moving beds 2 and 3 are delimited to a gas inlet space 4 by inlet blinds 2 a and 3 a and to an associated gas outlet space 5 and 6 by outlet blinds 2 b and 3 b. The moving beds 2 and 3 are fed from above via lines 7 and 8 with a coarse-grained carrier material T. The carrier material is withdrawn continuously or discontinuously via lines 9 and 10 at the lower end of the moving beds and fed to a screening device 11 . The sieve passage is withdrawn via line 12 , while the excess screen is returned via line 13 to moving beds 2 and 3 . Carrier material T is added via line 14 .

Der Gaseintrittsraum wird mit über Leitung 15 herangeführtem Abgas A beaufschlagt und über Leitung 16 wird in die Leitung 15 pulverisiertes Sorptionsmittel S eingemischt. Die Mischung aus Abgas A und Sorptionsmittelstaub S tritt durch die Eintrittsjalousien 2a bzw. 3a in die Wanderbetten ein und beschichtet die Körner des Trägermaterials. Durch die Menge des bei 16 zugesetzten Sorptionsmittelstaubes S kann die Eindringtiefe des Adsorbens in die Wanderschichten 2 und 3 eingestellt werden.Exhaust gas A supplied via line 15 is applied to the gas inlet space and pulverized sorbent S is mixed into line 15 via line 16 . The mixture of exhaust gas A and Sorptionsmittelstaub S passes through the inlet blinds 2 a and 3 a in the moving beds and coats the grains of the carrier material. The penetration depth of the adsorbent into the traveling layers 2 and 3 can be adjusted by the amount of the sorbent dust S added at 16.

Das gereinigte Gas wird aus den Gasaustrittskammern 5 und 6 über Leitungen 17 und 18 als Reingas R abgezogen.The cleaned gas is withdrawn from the gas outlet chambers 5 and 6 via lines 17 and 18 as clean gas R.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird das Sorptionsmittelpulver S nicht in der Abgasleitung 15 zugemischt, sondern über eine Leitung 19 nur in den oberen Teil der Gaseintrittskammer 4 eingebracht. Dort werden die über Leitung 7 und 8 herangeführten Körner des Trägermaterials in einer solchen Weise beschichtet, daß die Beschichtung während der gesamten Wanderbewegung nach unten in ausreichender Weise vorhanden ist. In the embodiment according to FIG. 2, the sorbent powder S is not admixed in the exhaust gas line 15 , but is introduced via a line 19 only into the upper part of the gas inlet chamber 4 . There, the grains of the carrier material brought in via lines 7 and 8 are coated in such a way that the coating is sufficiently present during the entire downward migration.

Bei der in der Fig. 3 gezeigten Verfahrensführung wird das Sorptionsmittelpulver S über Leitungen 20a und 20b am oberen Ende der Wanderbetten 2 und 3 den der Eintrittsjalousie 2a bzw. 3a benachbarten Teilschichten des Wanderbettes aufgegeben. Bei der Umwanderung der Jalousiebleche der Eintrittsjalousien 2a und 3a übernehmen diese die Funktion von Mischelementen, so daß der Adsorptionsmittelstaub S in das Trägermaterial T eingemischt wird.In the process shown in FIG. 3, the sorbent powder S is applied via lines 20 a and 20 b at the upper end of the moving beds 2 and 3 to the partial layers of the moving bed adjacent to the entrance blind 2 a or 3 a. When moving around the blind sheets of the entry blinds 2 a and 3 a, these take over the function of mixing elements, so that the adsorbent dust S is mixed into the carrier material T.

Es ist auch denkbar, die drei in den Fig. 1-3 gezeigten Arten der Zufuhr von Staub oder Pulver gleichzeitig durchzuführen.It is also conceivable to carry out the three types of supply of dust or powder shown in FIGS. 1-3 at the same time.

Claims (8)

1. Verfahren zur Entfernung von in niedriger Konzentration vorliegenden Schadstoffen, insbesondere chlorierten Kohlenwasserstoffen und ggf. Schwermetallen aus Abgasen, bei dem das Abgas durch ein von oben nach unten wanderndes Wanderbett aus grobkörnigem Trägermaterial hindurchgeleitet wird und das im Wanderbett befindliche Trägermaterial mit einem kohlenstoffhaltigen Sorptionsmittelstaub beschichtet wird.1. Method of removing low concentration Pollutants, especially chlorinated hydrocarbons and possibly Heavy metals from exhaust gases, in which the exhaust gas passes through from above moving bed made of coarse-grained carrier material is passed through and the carrier material in the moving bed is coated with a carbon-containing sorbent dust. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als grobkörniges Trägermaterial ein inertes Trägermaterial oder ein kohlenstoffhaltiges Sorptionsmittel eingesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that as coarse-grained Carrier material is an inert carrier material or a carbon-containing one Sorbent is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Sorptionsmittelstaub pulverisierter Hüttenkoks, Herdofenkoks (HOK), Formaktivkoks (FAK) oder Aktivkohle eingesetzt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as sorbent dust powdered smelter coke, hearth furnace coke (HOK), molded active coke (FAK) or Activated carbon can be used. 4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Wanderbett von dem Abgas quer durchströmt wird und dem Abgas vor Eintritt in das Wanderbett Sorptionsmittelstaub zugemischt wird. 4. The method according to at least one of claims 1 to 3 characterized in that the moving bed of the Exhaust gas is traversed and the exhaust gas before entering the Moving bed sorbent dust is added.   5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß das Wanderbett von dem Abgas quer durchströmt wird und Sorptionsmittelstaub in den gesamten Abgasstrom eingemischt wird.5. The method according to at least one of claims 1 to 4 characterized in that the moving bed of the Exhaust gas is traversed and sorbent dust throughout Exhaust gas stream is mixed. 6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wanderbett von dem Abgas quer durchströmt wird und Sorptionsmittelstaub nur dem Teil des gesamten Abgasstromes zugemischt wird, der in einen oberen Bereich des Wanderbettes eintritt.6. The method according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the moving bed of the Exhaust gas is traversed and sorbent dust only part of the entire exhaust gas stream is mixed into an upper area of the moving bed. 7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wanderbett von dem Abgas quer durchströmt wird und Sorptionsmittelstaub dem Wanderbett im oberen Bereich des Wanderbettes auf der Gaseintrittsseite des Wanderbettes zugesetzt wird.7. The method according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the moving bed of the Exhaust gas is traversed and sorbent dust in the moving bed upper area of the moving bed on the gas inlet side of the Moving bed is added. 8. Vorrichtung zum Entfernen von in niedriger Konzentration vorliegenden Schadstoffen, insbesondere chlorierten Kohlenwasserstoffen und ggf. Schwermetallen, aus Abgasen mit einem Reaktor mindestens bestehend aus einem Gaseintrittsraum (4), einem Wanderbett (2) und einem Gasaustrittsraum (5), sowie einer Einrichtung für die Zufuhr (7) und Abfuhr (9) eines grobkörnigen Trägermaterials (T) in das Wanderbett und einer Zuführeinrichtung (16; 19; 20a, 20b) für die Zufuhr eines kohlenstoffhaltigen Sorptionsmittelstaubes (S) in eine Gaszufuhrleitung (15) für die Zufuhr des zu reinigenden Gases in den Gaseintrittsraum (4), in den oberen Bereich der Gaseintrittskammer (4) und/oder in das Wanderbett (2) selbst.8. Device for removing pollutants present in low concentration, in particular chlorinated hydrocarbons and possibly heavy metals, from exhaust gases with a reactor consisting at least of a gas inlet space ( 4 ), a moving bed ( 2 ) and a gas outlet space ( 5 ), and a device for the supply ( 7 ) and discharge ( 9 ) of a coarse-grained carrier material (T) into the moving bed and a supply device ( 16 ; 19 ; 20 a, 20 b) for the supply of a carbon-containing sorbent dust (S) into a gas supply line ( 15 ) for the Supply of the gas to be cleaned in the gas inlet space ( 4 ), in the upper region of the gas inlet chamber ( 4 ) and / or in the moving bed ( 2 ) itself.
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