DE3422175A1

DE3422175A1 - Verfahren zur beimischung von ammoniak zu saure schadstoffe enthaltenden abgasen oder luft

Info

Publication number: DE3422175A1
Application number: DE19843422175
Authority: DE
Inventors: Julius Dr. 8000 München Kern
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-06-04
Filing date: 1984-06-14
Publication date: 1985-12-19

Description

Verfahren zur Beimischung von Ammoniak zu saure Schadstoffe
en#thaltendenAb:gas#oder Luft Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beimischung von Ammoniak zu saure Schadstoffe enthaltende Abgase oder Luft.
Die sauren Schadstoffe können z.B. Schwefeldioxid, Stickstoffoxide, Halogenwasserstoffsäuren etc. sein. Das in chemisch äquivalenten nengen zum Abgas gegebene Ammoniak kann durch Neutralisation dieser sauren Bestandteile die Schadenswirkung herabmindern und in bestimmten Fällen ein Abscheidung der sauren Bestandteile erleichtern.
Lrfolgt hierbei die Anwendung von Ammoniak in komprimierter gasförmiger oder Flüssiger Form oder in konzentrierter Lösung, so ist für den Umgang mit diesen Chemikalien i.allg.
geschultes Personal notwendig. In der Regel sind für die Dosierung des Ammoniaks aufwendige Einrichtungen notwendig.
Damit stellt sich die Aufgabe, die Erzeugung der zur Beimischung benötigten Ammoniakmenge aus leicht handhabbaren, auch für Ungeschulte, und ungefährlichen Materialien vorzunehmen. Dabei sollte insbesondere die Erzeugung auch kleiner zeitlicher (engen in regelbarer oder automatisierbarer Weise möglich sein.
Die Aufgabe wird erfindungsmässig dadurch gelöst, daß die jeweils benotigteyAmkoniakmenge durch eine Wärmemenge festgelegt wird, welche einem thermisch unter Ammoniakabgabe zerfallenden Salz zugefügt wird, Als ammoniakabgebende Verbindungen sind insbesondere Salze geeignet, welche in Ammoniak, Kohlendioxid und evtl. Wasser zerfallen, wie z.B. Ammoniumcarbonat, Ammoniumbicarbonat, Ammoniumcarbaminat u.a. und Gemische von solchen Salzen.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Ammoniak aus konzentrierten Lösungen durch Wärme auszutreiben.
In allen diesen Fällen kann, bei festen Stoffen normalerweise oberhalb einer bestimmten Zersetzungstemperatur, durch Zuführung einer bestimmten Wärmemenge eine bestimmte Menge an Ammoniak erzeugt werden, welches dann einem Abgasstrom beigemischt werden kann. Die Zuführung der Wdrme zu dem in ausreichender Menge vorliegenden ammoniakabgebenden Stoff erfolgt in aller Regel in einer speziellen Zersetzungskammer einer Zersetzungsapparatur. Bei entsprechender Gestaltung und Särmeisolierung der Zersetzungskammer entspricht der der Zersetzungskammer eingegebenen zeitlichen Wärmemenge ein bestimmter Ammoniakstrom. Durch Ein- und Ausschalten, Verstärken und Abschwächen der Heizleistung kann somit die Ammoniakerzeugung bzw. Zugabe zum Abgas etc. geregelt werden.
Der prinzipielle aufbau eines derartigen regeloaren Ammoniakerzeuers ist vergleichsweise einfach. r besteht aus einem Vorratsbehälter für die ammoniakabspaltende Verbindung, der eigentlichen Zersetzungskammer, in welcher die Einwirkung der Wärme erfolgt sowie einer, evtl. beheizten, Ausführungsleitung für das ammoniakhaltige Gas. Zur Beheizung der Zersetzungskammer können z.B. elektrische Heizungen in Form von Widerstandsheizkörpern,-bändern,-platten etc. sowie in Form von Infrarotstrahlern dienen oder, in anderen Ausführungsformen, von flüssigen oder gasförmigen Särmetrigern durchströmte Heizkörper in verschiedener Ausführung, wie Rohre, Platten etc.
Der Vorteil des erfindungsmäsoigen Verfahrens liegt darin, daß die zeitlich erzeugte Menge von Ammoniak in einfacher Weise geregelt werden kann, daß die Erzeugung von Ammoniak erst unmittelbar vor der Verwendung erfolgt und daß der Ammoniakträger risikolos und auf einfache Weise handhabbar und bei Beachtung gewisser Regeln auch lagerbar ist. Druckflaschen, Kühlgefässe, Manometer, Ventile etc., wie sie normalerweise bei der Verwendung von gasförmigem oder flüssigem Ammoniak notwendig sind, entfallen. Die Apparaturen können einfach und wartungsarm gehalten werden, sodaß die Bedienung durch ungeschultes Personal im Alltagsbetrieb möglich ist. Die Schadenswirkungen von sauren Schadstoffen in Abgasen und Luft können damit wirkungsvoll verringert werden.
Eine einfache Ausführung des Verfahrensprinzips geht aus Fig. 1 hervor. Ein ammoniakabspaltendes Salz befindet sich in einem nach unten verjüngenden, dort mit einer Austrittsöffnung versehenen Vorratsbehälter 1. Eine begrenzte Enges des Salzes liegt jeweils einer Heizplatte 2 in einer erforderlichenfalls thermisch. isolierten oder mit Zusatzheizung versehenen Zersetzungskammer 3 auf. Im Falle einer elektrisch arbeitenden Heizung wird die Heizplatte 2 narmalerweise über eine Steuereinrichtung 4 geregelt, welche gegebenenfalles sut ;entsprechende Meßfühler ( 5, 6), z.B.
für die Temperatur der Heizplatte 2 und/oder der Tempsratur eines Abgasstromes reagiert. Die erzeugte Menga an Ammoniak- C02- Gemisch tritt über den Stutzen 7 aus. Zur besseren Beschickung der Heizplatte 2 kann erforderlichenfalls ein Rüttelgerät 8 oder eine vergleichbare Transporteinrich tung, wie Schnecke, Band etc. vorgesehen werden.
Befindet sich der Austrittsstutzen 7 nicht in direkter Nähe des warmen oder heißen Abgasstromes, so kann das Ammoniak- C02- Gemisch mit Hilfe eines, evtl. durch eine Pumpe 9 beschleunigten und evtl. durch eine Heizung lo vorgewärmten Gasstromes 11 dem Abgas zugeführt werden.
Bei Verwendung eines aufgeheizten Gasstromes mit zur Zersetzung des Ammoniakträgers ausreichender Wärmeführung wird zweckmässigerweise eine Anordnung wie in Fig. 2a und 2b, in welcher eine mit Heizrippen o.ä. versehene MetallaufLagie 2, welche plan oder auch trichterförmig geformt sein kann, vom aufgeheizten Gas umströmt wird, verwendet ( 12= Eintritt des heißen Gasstromes, 13 = Drosselklappe zur Regulierung des Gasstromes, 14 = Rippen an der Heizplatte 2 zur Verbesserung der Wärmeübertragung, 15 = Austritt des mit Ammoniak beladenen Gasstromes, schraffiert = wärmeisolierung, gepunktet = ammoniakabgebendes Salz ). Erforderlichenfalls kann ein Sieb 16 zur Rückhaltung des festen Salzes angebracht sein.
Bei ausreichenden Geschwindigkeiten des aufgeheizten Gasstromes ist auch die Zer«tzung des ammoniakabgebenden Salzes in Wirbelschicht oder Flugstaubwolke möglich.
Der heiße Gasstrom zur Zersetzung des ammoniakabspaltendan Stoffes kann insbesondere selbst einem Abgasstrom entnommen sein.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsmässigen Uerfahrens wird die Zersetzung des amliloniakabspaltenzidn Stoffes durch Marmestrahlung vorgenommen, wie in Fig. 3a und 3b dargestellt.
Hierbei kann es vorteilhaft sein, das ammoniakabgebende SAlz zwecks besserer Absorption der Strahlungswärme schwarz anzufärben, z.ß. durch Beimischen von Ruß.
Fig. 3a zeigt eine Anordnung, in welcher durch Anbringung von Infrarotstrahlern 17 der Vorratabehälter 1 gleichzeitig als Zersetzungskammer 3 funktioniert. Ein vermittels eines Ventilators 9 durch die Zersetzungskammer gesaugter Luft-oder Abgasstrom nimmt das Ammoniak- CO2- Gemisch auf. Fig.
3b entspricht Fig. 1, jedoch ist anstelle der Widerstandsheizung 2 ein Infrarotstrahler 17 zur Wärmeeinbringung verwendet.
Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren erzeugte Ammoniak eignet sich aufgrund der guten Regelbarkeit der zeitlichen Ammoniakmengen insbesondere zur Neutralisation der sauren Bestandteile in Abgasen von Anlagen mit zeitlich veränderlicher Last, wie Heizkesseln und Verbrennungsmotoren, Auch die Zumischung von Ammoniak zu bereits mit sauren Schadstoffen beladener Ausseniuft kann nach dem erfindungsgemüssen Verfahren vorgenommen werden.
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Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Beimischung von Ammoniak zu saure Schadstoffe enthaltenden Abgasen oder Luft, gekennzeichnet dadurch, daß die jeweils erzeugte Ammoniakmenge durch eine Wärmemenge festgelegt wird, welche einem thermisch unter Ammoniakabgabe zerfallenden Salz in einer geeigneten Zersetzungsapparatur zugefügt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Zuführung von Wärme mit Hilfe elektrischer Heizelemente erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrischen Heizelemente durch entsprechende elektronische oder sonstige Steuerung nach Bedarf ein- und ausgeschaltet sowie in ihrer Heizleistung variiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, daß die Zuführung von Wärme mit Hilfe von Heizkörpern oder ähnlichen Einrichtungen erfolgt, welche von flüssigen oder gasförmigen Särmeträgern duroh- oder angeströmt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Wärme einem Teilstrom eines Abgasstromes entnommen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das ammoniakabgebende Salz durch einen heissen Gasstrom in einer Wirbelschicht oder in einer Flugstaubwolke zersetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Wärmezuführung über Wärmestrahlung erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 und 7, gekennzeichnet dadurch, daß die ammoniakabspaitende Uerbindung schwarz angefärbt ist.
9. Uerfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das so erzeugte Ammoniak bzw. Ammoniak C02-Gemisch vermittels eines Gasstromes, vorzugsweise Luftstromes einem mit Schadstoffen beladenen Abgas oder Luft zugeführt wird.
lo. Verfahren nach Anspruch 1 und 9, gekennzeichnet dadurch, daß der Gas- vorzugsweise Luftstrom vorgewärmt ist.
11. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Abführung des Ammoniaks aus der Zersetzungskammer mit Hilfe einer beheizten und/oder wärmeisolierten Leitung erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das erzeugte Ammoniak dem Abgas von Heizkesselfeuerungen zugemischt wird,
13. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das erzeugte Ammoniak dem Abgas von Werbrennungsmotoren zugemischt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das erzeugte Ammoniak an schadstoffbeladene Aussenluft zugemischt wird.