DE2700435A1

DE2700435A1 - PROCEDURE FOR REDUCING NO TIEF X

Info

Publication number: DE2700435A1
Application number: DE19772700435
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Che Herbrechtsmeier; Albert Dipl Chem Dr Renken; Erhard Dipl Chem Dr Weber
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1977-01-07
Filing date: 1977-01-07
Publication date: 1978-07-13
Also published as: IT7819047A0; GB1544397A; JPS5385771A; LU78817A1; FR2376818A1; DK6878A; BE862754A; IT1092707B; NL7800225A

Description

HOE 77/F oo3 HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 77 / F oo3 HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT

Aktenzeichen: HOE 77/F oo3File number: HOE 77 / F oo3

Datura: 6. Januar 1977 DPh.HS/KtDatura: January 6, 1977 DPh.HS / Kt

Verfahren zur Reduktion von NOProcess for reducing NO

Gegenstand der Erfindung ist die Reduktion von NO mit Hilfe von N-Atomen über die schnell verlaufende ReaktionThe invention relates to the reduction of NO with the help of N atoms via the rapid reaction

N + NO > N_ + 0N + NO> N_ + 0

Es sind bisher zahlreiche Verfahren bekannt geworden, mit denen sich eine Reinigung von nitrosehaltiger Abluft durchführen läßt. Es ist auch der NO -AbbauSo far, numerous methods have become known with which a purification of nitrous Can carry out exhaust air. It is also the NO degradation

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in der Reduktionszone von Flammen bekannt geworden. Ebenso können Nitrose an Edelmetall- oder Metalloxyd-Katalysatoren unter Zugabe von Reduktionsmitteln wie z.B. NH, zersetzt werden.became known in the reduction zone of flames. Likewise, nitrous can be used on noble metal or metal oxide catalysts with the addition of reducing agents such as NH.

In der Regel bringen Absorptionsverfahren, speziell bei dem schlecht zu absorbierenden NO sowie auch die katalytische NO -Zersetzung kostspieligen Chemikalienverbrauch mit sich. Bei den Absorptionsverfahren sowie bei der Regeneration von Absorbern treten umweltbelastende Abwässer auf, die einer Aufbereitung bedürfen. Ferner zeigen die Absorptions- sowie die katalytischen Verfahren eine starke Abhängigkeit von weiteren Abluftkomponenten. So lassen sich befriedi-As a rule, absorption processes, especially with the poorly absorbable NO as well as the catalytic NO decomposition with costly chemical consumption. In the absorption process as well as during the regeneration of absorbers, polluting wastewater occurs, which is a treatment need. Furthermore, the absorption and the catalytic processes show a strong dependence on other exhaust air components. This is how you can satisfy

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gende Ergebnisse des NO -Abbaus mit NH.. an einem Katalysator im allgemeinen nur bei Sauerstoffkonzentrationen ^IC'\O % erreichen. Der Nachteil der Zersetzung nitroser Gase in Flammen liegt in der unteren erreichbaren NO-Endkonzentration von ca. 500 ppm. Auch steigen die Betriebskosten für dieses Verfahren bei absatzweisem Abgasanfall sowie bei fallender NO -Konzentration stark an. Lowest results of NO degradation with NH .. on a catalyst can generally only be achieved at oxygen concentrations of ^I C '\ O %. The disadvantage of the decomposition of nitrous gases in flames is the lower attainable final NO concentration of approx. 500 ppm. The operating costs for this process also rise sharply with intermittent exhaust gas production and with falling NO concentration.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein umweltfreundliches Verfahren zu schaffen, bei dem keine die Abwässer belastenden Salze auftreten und mit dem eine möglichst geringe NO -Endkonzentration erreicht wird. The invention is based on the object of creating an environmentally friendly process in which no salts polluting the waste water occur and with which the lowest possible final NO concentration is achieved.

Es wurde ein Verfahren zur Reduktion von NO , insbesondere NO, mittels N-Atomen gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man durch Zuführen von Stickstoff in einen Plasmabrenner einen N-Atome enthalten^ den Plasma-Strahl erzeugt, der mit NO -haltigem Gas gemischt wird. It has been a method for the reduction of NO, in particular NO, found by N atoms, which is characterized in that it contains, by supplying nitrogen in a plasma torch a N atoms ^ generates the plasma beam -containing with NO gas is mixed.

Es kann von Vorteil sein, daß der Plasma-Strahl bei Drucken zwischen 50 und 1000 mbar erzeugt wird. Ebenso kann es von Vorteil sein, die Temperatur des Plasma-Strahles auf 5-6000 K zu halten. Selbstverständlich ist es auch möglich, bei Drucken um 100 mbar N₂-Moleküle im kalten Plasma (ca.800 K) bei einer Mikrowellenentladung mit guten Ausbeuten zu di£ sozieren. Für das Einmischen der NO -haltigen Abluft in das Plasma sollte eine genügend große Einströmgeschwindigkeit eingehalten werden, die wesentlich für den Zersetzungsgrad des NO ist. Einströmgeschwindig-It can be advantageous that the plasma beam is generated at pressures between 50 and 1000 mbar. It can also be advantageous to keep the temperature of the plasma beam at 5-6000 K. Of course, it is also possible, at pressures around 100 mbar, to _{dissociate N 2} molecules in a cold plasma (about 800 K) with a microwave discharge with good yields. A sufficiently high inflow velocity should be maintained for mixing the NO -containing exhaust air into the plasma, which is essential for the degree of decomposition of the NO. Face velocity

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keiten von mind. 0,5 m/Sekunde und mehr haben sich als brauchbar erwiesen.speeds of at least 0.5 m / second and more have proven to be proven useful.

Das neue Verfahren eignet sich besonders zur ReduktionThe new process is particularly suitable for reduction

von NO, das bisher bei der Absorption schwieriger alsof NO, which so far has been more difficult to absorb than

NO- aus der Abluft in der neben NO O-, CO-, CO sowieNO- from the exhaust air in addition to NO-, CO-, CO as well as

Kohlenwasserstoffe sein können, abzutrennen war.Hydrocarbons can be, was to be separated.

NO- läßt sich über NO als Zwischenstufe mit N-Atomen zu N- reduzieren, allerdings unter höherem N-Atom-Verbrauch, als bei Abgasen,die nur NO enthalten. Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels näher erläutert.NO- can be reduced to N- via NO as an intermediate stage with N-atoms, but with higher N-atom consumption, than with exhaust gases that only contain NO. The invention will now be described in more detail using an example explained.

In der Figur ist schematisch die für die Durchführung des Beispiels verwendete Apparatur gezeigt. Ein gekühlter Plasmabrenner 1 mit Wolframkathode und düsen-In the figure, the apparatus used for carrying out the example is shown schematically. A chilled one Plasma torch 1 with tungsten cathode and nozzle

förmiger Anode ist an der Stirnseite 4 eines Rohrreaktors angeordnet. Der Rohrreaktor hat einen Durchmesser von 300 mm und eine Länge von 3.. 400 mm. Die düsenartige öffnung der Anode hat einen Durchmesser von 8,5 mm. Aus dem zwischen Kathode und Anode gezündeten Lichtbogen, wird über entsprechende Gaszufuhr über Leitung 2 ein schnell strömendes Plasma gebildet, das als gebündelter Strahl 5 aus der Düse des Brenners in den Rohrreaktor 3 austritt. Im Rohrreaktor 3 ist ferner eine Entnahmestelle 6 für eine Gasanalyse (Chemilumineszenz-Gerät der Fa. Beckmann) angeordnet. Seine zweite StirnfIäche7weist eine Abgasleitung 8 auf. Hinter der Düse sind radial zur Strömungsrichtung des Plasma-Strahls 4 Düsen 9, deren Durchmesser 2 mm beträgt, angeordnet, über die NO-haltiges Gas dem Plasmastrahl zugeführt wird. Die durch die Anode geleitete Stickstoffmenge beträgt 4,9 Nm /h, Die Brennerleistung 31,4 kW und der Druck im Rohrreaktor 1 bar. über die Düsen 9shaped anode is arranged on the end face 4 of a tubular reactor. The tubular reactor has one Diameter of 300 mm and a length of 3 .. 400 mm. The nozzle-like opening of the anode has a diameter of 8.5 mm. The arc ignited between the cathode and anode is transferred via a corresponding gas supply Line 2 formed a fast flowing plasma, which as a bundled beam 5 from the nozzle of the burner exits into the tubular reactor 3. In the tubular reactor 3 there is also an extraction point 6 for a gas analysis (Chemiluminescence device from Beckmann) arranged. Its second end face 7 has an exhaust pipe 8. Behind the nozzle are 4 nozzles 9 radially to the direction of flow of the plasma jet, the diameter of which is 2 mm, arranged, via the NO-containing gas is fed to the plasma jet. The amount of nitrogen passed through the anode is 4.9 Nm / h, the burner output 31.4 kW and the pressure in the tubular reactor 1 bar. via the nozzles 9

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Blatt 4Sheet 4

werden 500- Nl/h Gasgemisch, bestehend aus N_ und NO mit einer Geschwindigkeit von 4 4 m/Sekunde dem Plasma zugeleitet. Dabei wird die NO-Zugabe variiert. Die einzelnen Versuche sind in nachstehender Tabelle wiedergegeben . 500 Nl / h gas mixture consisting of N_ and NO are fed to the plasma at a speed of 4 4 m / second. The addition of NO is varied. The individual experiments are shown in the table below.

NO-Ausgangskonzentration NO-Restkonzentration NO-ZersetzungsgradInitial NO concentration Residual NO concentration Degree of NO decomposition

0,9 Vol.% 1,8 Vol.% 3,5 Vol.% 5,2 Vol.% 0.9 vol.% 1.8 vol.% 3.5 vol.% 5.2 vol.%

190 vpm190 vpm 9898 400 vpm400 vpm 9898 2000 vpm2000 vpm 9494 4500 vpm4500 vpm 9191

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Leerse iteBlank

Claims

27UÜ435 HOE 77 / F oo3 sheet 5 patent claims;

1. Process for the reduction of NO by means of N atoms,

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characterized in that an N atom is obtained by feeding nitrogen into a plasma torch containing plasma beam generated with NO -hai-

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Tiger gas is mixed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the plasma jet at pressures between 50 and 1000 mbar is generated.

3. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the plasma jet 5000 to 6000K amounts to.

4. The method according to claim 1, characterized in that the NO -containing gas at a speed

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is introduced into the plasma jet at a rate of at least 30 m / second.

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