DE60112171T2

DE60112171T2 - Verfahren zur Behandlung eines SO3 enthaltenden mit Na2CO3

Info

Publication number: DE60112171T2
Application number: DE60112171T
Authority: DE
Inventors: Shigeru Kitakyushu-shi Sakurai; Yoichi Kitakyushu-shi Mori; Hachiro Chiyoda-ku Hirano; Makoto Chiyoda-ku Yoshida; Hiroaki Ichihara-shi Noda
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2021-05-16
Also published as: ATE300348T1; KR20010105219A; DE60112171D1; JP2011177711A; US6780385B2; SG100703A1; US20020001556A1; KR100789689B1; ES2244520T3; ID30297A; EP1155730B1; EP1155730A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum billigen, effizienten, einfachen und sicheren Behandeln eines Gases zum Neutralisieren einer SO₃-Komponente, die z.B. in einem Gas enthalten ist, das durch die Verbrennung eines Schwefel-enthaltenden Brennstoffs z.B. durch einen Dampfkessel erzeugt wird, ohne die Verwendung einer großen Anlage.
Wenn ein Schwefel-enthaltender Brennstoff, wie z.B. Schweröl, Kohle oder Koks verbrannt wird, oder wenn ein Schwefel-enthaltendes Ausgangsmaterial, wie z.B. Eisenerz, verbrannt wird, werden in dem Abgas SO₃ oder H₂SO₄ enthalten sein, wodurch die Korrosion einer Vorrichtung oder eine Luftverschmutzung verursacht wird. SO₃ oder H₂SO₄ werden mit Wasserdampf, der in dem Abgas enthalten ist, unter Bildung eines Schwefelsäurenebels reagieren, der einen weißen Rauch, einen violetten Rauch, einen braunen Rauch oder einen schwarzen Rauch verursacht (nachstehend als violetter Rauch bezeichnet, was als allgemeiner Begriff einen kaum zu beseitigenden weißen Rauch umfasst). Der Schwefelsäurenebel, der sich in einen solchen violetten Rauch umwandelt, ist für einen menschlichen Körper oder ein Tier oder eine Pflanze an der Stelle, an welcher der Schwefelsäurenebel niedergeht, schädlich. Ferner ist es wahrscheinlich, dass der Aschestaub, der in einem Abgaskanal, usw., abgelagert wird, als Schwefelsäure-enthaltender saurer Ruß, im Wesentlichen z.B. aufgrund eines Lastwechsels abgegeben wird, was zu dem Problem einer Umweltverschmutzung in Form eines sauren Staubniederschlags führt.
Folglich wurde zur Entfernung von SO₃, H₂SO₄ und eines Schwefelsäurenebels (in dieser Beschreibung können diese allgemein als SO₃-Komponente bezeichnet werden) bisher ein Verfahren angewandt, bei dem eine Aufschlämmung, die z.B. ein Oxid oder ein Hydroxid von Calcium oder Magnesium aufweist, das in einem organischen Lösungsmittel dispergiert ist, dem Brennstoff im Vorhinein zugesetzt wird, um die Bildung der SO₃-Komponente zu verhindern, oder bei dem eine solche Aufschlämmung einem Gas nach der Verbrennung zugesetzt wird, um die SO₃-Komponente zu neutralisieren. Bei solchen Verfahren ist es jedoch wahrscheinlich, dass sich die Additive auf einem Wärmetauscher in dem Dampfkessel abscheiden, und wenn sich eine große Menge der Additive darauf abgeschieden hat, wird der Betrieb des Dampfkessels behindert, und demgemäß ist es schwierig, die Additive in einer großen Menge zu verwenden.
Um ferner SO₃ in einem Abgaskanal aktiv zu neutralisieren, wurde ein Verfahren eingesetzt, bei dem ein Pulver aus z.B. Calciumhydroxid, Magnesiumoxid oder Magnesiumhydroxid oder eine Aufschlämmung, bei der ein solches Pulver in Wasser dispergiert ist, in den Abgaskanal injiziert wird, nachdem das Abgas durch eine Luftvorheizeinrichtung geleitet worden ist. In dem Fall, bei dem das Pulver selbst mit diesem Verfahren injiziert wird, wird die volumetrische Zuführung schlecht sein und es ist wahrscheinlich, dass kein stabiler Effekt erhältlich ist, da das feine Pulver, das eine schlechte Fließfähigkeit aufweist, z.B. mit einer Schneckenzuführungsvorrichtung zugeführt wird. Ferner ist es wahrscheinlich, dass ein solches Pulver agglomeriert und es ist kaum einheitlich dispergierbar und dessen Effekt als Neutralisationsmittel ist gering. Ferner ist es in dem Fall eines Injizierens des Pulvers in Form einer Aufschlämmung wahrscheinlich, dass sich das Pulver, das in der Aufschlämmung enthalten ist, auf der Transportleitung zum Injizieren der Aufschlämmung abscheidet und diese verstopft, wodurch es schwierig ist, das Pulver stabil in einer konstanten Menge zu verwenden.
Ferner ist es im Fall der Verwendung von z.B. Magnesiumoxid erforderlich, eine übermäßige Menge eines Magnesiumoxidpulvers zuzusetzen, da Magnesiumoxid eine geringe Reaktionseffizienz aufweist. In einem solchen Fall wird in dem Abgaskanal nicht umgesetztes Magnesiumoxid verbleiben und das Magnesiumoxid kann Probleme bei der Entsorgung verursachen, da Magnesiumoxid eine geringe Löslichkeit in Wasser aufweist. Ferner ist es schwierig, die Injektionsmenge konstant zu halten, da das Pulver fein ist und eine schlechte Fließfähigkeit aufweist.
Andererseits kann z.B. ein Verfahren zum Injizieren von Ammoniak in den Abgaskanal erwähnt werden. Es bestehen jedoch Beschränkungen bezüglich der Handhabung z.B. eines Hochdruckgases und Problemen im Hinblick auf die Lagertemperatur, und ferner ist eine zusätzliche große Anlage erforderlich. Wenn ferner die SO₃-Komponente durch Ammoniak entfernt wird, wird sich Ammoniumhydrogensulfat bilden, wenn eine angemessene Injektionsmenge nicht aufrechterhalten wird. Wenn das Ammoniumhydrogensulfat auf der Vorrichtung abgeschieden wird, wird es Schwierigkeiten verursachen. Demgemäß muss Ammoniak übermäßig injiziert werden und wenn das überschüssige Ammoniak in die atmosphärische Luft freigesetzt wird, wird dies im Hinblick auf die Umweltsicherheit problematisch sein.
Es ist ferner erforderlich, eine SO₃-Komponente auch bei der Behandlung eines Abgases von der Verbrennung einer Abfallflüssigkeit, eines Abfallöls bzw. Altöls, eines Abfallgases oder eines festen Abfalls z.B. bei der Stahlherstellung, der Eisenherstellung, der Raffination von Nichteisenmetallen, beim Glasschmelzen, bei der Herstellung von Schwefelsäure oder bei der Herstellung von oberflächenaktiven Mitteln zu entfernen, und es ist ein effizientes und sicheres Neutralisationsbehandlungsverfahren für die SO₃-Komponente erforderlich.
Das Dokument WO-A-9716376 beschreibt ein Verfahren zum Behandeln eines SO_x-enthaltenden Gases, welches das Zusetzen eines Natriumcarbonatpulvers mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 3 bis 30 μm umfasst.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum effizienten, einfachen und sicheren Entfernen einer SO₃-Komponente aus einem Gas, das die SO₃-Komponente enthält, bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Behandeln eines eine SO₃-Komponente enthaltenden Gases gemäß Anspruch 1 bereit.
In der beigefügten Zeichnung ist die 1 ein Fließdiagramm, das ein Verfahren zum Behandeln eines Abgases von der Verbrennung durch einen Dampfkessel zeigt.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen detailliert beschrieben.
In der vorliegenden Erfindung fängt das Natriumcarbonatpulver dann, wenn es durch Sprühen und Dispergieren in einem Gas am Taupunkt oder höher der Säure (der SO₃-Komponente) zugesetzt wird, die gasförmige SO₃-Komponente hauptsächlich durch einen Diffusionsmechanismus ein und neutralisiert und entfernt eine solche Komponente.
In der vorliegenden Erfindung beträgt der mittlere Teilchendurchmesser des Natriumcarbonatpulvers höchstens 20 μm, vorzugsweise höchstens 15 μm und insbesondere höchstens 10 μm. Natriumcarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 20 μm weist eine hohe Reaktivität mit der SO₃-Komponente auf, da die spezifische Oberfläche der Teilchen selbst groß ist. Je kleiner der mittlere Teilchendurchmesser des Natriumcarbonats ist, desto besser, da die Reaktion mit der SO₃-Komponente schnell ist, und dessen Untergrenze ist im Hinblick auf den Effekt zur Entfernung der SO₃-Komponente nicht speziell beschränkt, beträgt jedoch im Hinblick auf die Kosten, die für die Pulverisierung des Pulvers erforderlich sind, und auf die Schwierigkeiten bei der Handhabung eines feinen Pulvers vorzugsweise mindestens 1 μm. Ferner kann dem Natriumcarbonat zur Verwendung Natriumhydrogencarbonat zugemischt werden.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, die spezifische Oberfläche von Natriumcarbonat zu erhöhen, um die Reaktionsgeschwindigkeit mit der SO₃-Komponente zu erhöhen. Zu diesem Zweck kann ein Verfahren zur Erhöhung der spezifischen Oberfläche durch feines Pulverisieren von Natriumcarbonat eingesetzt werden. Wenn ferner Natriumhydrogencarbonat kalziniert wird, wird es sich in ein poröses Natriumcarbonat umwandeln, das als so genannte Flugasche bezeichnet wird, während dessen Form im Wesentlichen beibehalten wird. Es ist bevorzugt, eine solche Flugasche zu verwenden, da sie für die Umsetzung mit dem Gas effektiv ist, weil ihre spezifische Oberfläche größer ist als bei einem Natriumhydrogencarbonat, das einfach pulverisiert wird, so dass es den gleichen mittleren Teilchendurchmesser aufweist. Ferner ist es in einem solchen Fall zur Verhinderung einer globalen Erwärmung bevorzugt, dass das Kohlendioxidgas, das beim Brennen von Natriumhydrogencarbonat erzeugt wird, zurückgewonnen wird.
Andererseits handelt es sich bei dem Natriumcarbonat, das gewöhnlich als dichte Asche bezeichnet wird, um ein Natriumcarbonat, das durch Brennen von Natriumcarbonatmonohydrat erhalten wird und das nicht porös ist wie die vorstehend genannte Flugasche, und dessen spezifische Oberfläche ist gering. Wenn ein Vergleich bezüglich der spezifischen Oberfläche durchgeführt wird, weist im Fall von Produkten, die von ASAHI GLASS CO., LTD. hergestellt werden, z.B. eine Flugasche mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 7 μm eine spezifische Oberfläche von 2,7 m²/g auf, wohingegen eine dichte Asche mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 6 μm eine spezifische Oberfläche von 1,1 m²/g aufweist. Die Flugasche ist verglichen mit der dichten Asche als Pulver voluminös. Wenn die dichte Asche jedoch so pulverisiert wird, dass sie einen mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 20 μm aufweist, kann die dichte Asche auch zweckmäßig für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden, obwohl die Leistung verglichen mit der Flugasche etwas schlechter sein kann. Natriumcarbonat ist gewöhnlich in der Form einer dichten Asche erhältlich und die dichte Asche hat Vorteile dahingehend, dass sie billig und leicht verfügbar ist.
Kaliumcarbonat kann durch Brennen von Kaliumhydrogencarbonat in der gleichen Weise wie Natriumcarbonat erhalten werden. Verglichen mit Natriumcarbonat wird es jedoch industriell hohe Kosten aufweisen. Kaliumcarbonat ist z.B. in einem Fall geeignet, bei dem eine Verunreinigung mit Natrium vermieden werden soll, z.B. in einem Fall, bei dem ein Gas gereinigt werden soll (nicht gemäß Anspruch 1).
Das Natriumcarbonatpulver, das einem zu behandelnden Gas zugesetzt werden soll, weist als charakteristischen Pulverwert vorzugsweise einen Rutschwinkel von höchstens 65°, besonders bevorzugt von höchstens 60° auf. Ein Natriumcarbonatpulver, das einen Rutschwinkel innerhalb dieses Bereichs aufweist, weist eine hervorragende Fließfähigkeit auf und kann z.B. in einem Fall, bei dem es in einen Abgaskanal gesprüht wird, einen guten Sprühzustand aufrechterhalten, und ferner ist z.B. eine Abgabe aus einem Lagertank oder ein Lufttransport einfach, wodurch es effizient mit SO₃ reagiert. Daher kann die Natriumcarbonat-Sprühmenge vermindert werden und die Handhabung als Pulver wird einfach sein. Der Rutschwinkel des Natriumcarbonatpulvers steht in dieser Beschreibung für den Rutschwinkel des gesamten Pulvers (Gemisch), das dem Gas zugesetzt wird, nachdem dem Natriumcarbonat ein Stabilisator oder grobe Teilchen zugesetzt worden sind, wie es nachstehend beschrieben ist.
Das Natriumcarbonatpulver wird in einer Menge von 0,5 bis 8 Mol, besonders bevorzugt von 2 bis 5 Mol, pro Mol der in dem Gas enthaltenen SO₃-Komponente zugesetzt. Wenn die zugesetzte Menge weniger als 0,5 mol beträgt, kann die SO₃-Komponente nicht angemessen entfernt werden, und der Effekt der Entfernung eines violetten Rauchs neigt dazu, unzureichend zu sein. Wenn ferner die Menge 8 Mol übersteigt, ist dies im Hinblick auf die Effizienz zur Entfernung der SO₃-Komponente nicht erforderlich und stellt bezüglich der Kosten eine Verschwendung dar.
In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die SO₃-Komponente selektiv aus einem Gas zu entfernen, das eine geringe Menge von SO₃ in einer Konzentration von 20 Vol.-ppm in einem Gas enthält, das eine hohe SO₂-Konzentration von mehr als 500 Vol.-ppm oder sogar von mehr als 1000 Vol.-ppm enthält.
In der vorliegenden Erfindung wird Natriumcarbonat verwendet und verglichen mit Ammoniak, das als giftige und schädliche Substanz Vorschriften unterworfen ist und bezüglich dessen Handhabung als Hochdruckgas beschränkt ist, oder mit Natriumhydroxid, bei dem es sich um eine schädliche Substanz handelt, kann ein Arbeiter Natriumcarbonat sicher handhaben. Ferner kann die Anwendung in einfacher Weise mit einer einfachen Sprühvorrichtung wie z.B. einer Ausstoßeinrichtung durchgeführt werden und für die Anwendung sind keine kostspieligen Investitionen erforderlich. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die SO₃-Komponente durch Neutralisation in der gleichen Weise wie im herkömmlichen Verfahren des Injizierens von Ammoniak entfernt und demgemäß kann das Ammoniak leicht ersetzt werden.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dem Natriumcarbonat einen Stabilisator zuzumischen und das Gemisch in das Gas einzubringen, um die SO₃-Komponente in dem Gas effizient zu entfernen. Mit Natriumcarbonat ist es durch die Gegenwart einer sehr geringen Feuchtigkeitsmenge wahrscheinlich, dass die Teilchen agglomerieren und zusammenbacken, wodurch eine Tendenz dahingehend besteht, dass die Fließfähigkeit schlecht ist. Wenn das Natriumcarbonat demgemäß in einem Zustand gelagert wird, bei dem es zu einem mittleren Teilchendurchmesser von 20 μm oder weniger pulverisiert worden ist, ist es wahr scheinlich, dass es während der Lagerung einem Zusammenbacken unterliegt, oder dass die Dispergierbarkeit zum Zeitpunkt des Gebrauchs gering ist. Der Stabilisator wird sich auf der Oberfläche der Natriumcarbonatteilchen abscheiden und zwischen Natriumcarbonatteilchen vorliegen, wodurch ein Effekt zur Verhinderung einer Agglomerierung und eines Zusammenbackens der Natriumcarbonatteilchen erhalten wird. Demgemäß ist es durch Zugeben eines Stabilisators zu Natriumcarbonat möglich, eine Agglomerierung von Natriumcarbonat zu unterdrücken und eine hohe Fließfähigkeit von Natriumcarbonat aufrechtzuerhalten, und ein feines Natriumcarbonatpulver kann gut in dem Gas dispergiert werden, wodurch eine hohe Reaktionseffizienz z.B. durch einen guten Effekt der Entfernung der SO₃-Komponente aufrechterhalten werden kann.
In der vorliegenden Erfindung wird der Stabilisator vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 5,0 Masse-%, besonders bevorzugt von 0,3 bis 2,0 Masse-%, bezogen auf Natriumcarbonat, zugesetzt. Wenn die Menge kleiner als 0,1 Masse-% ist, besteht eine Tendenz dahingehend, dass der Effekt der Verbesserung der Fließfähigkeit von Natriumcarbonat gering ist, was unerwünscht ist. Wenn die Menge 5,0 Masse-% übersteigt, nehmen die Kosten ohne weitere Zunahme der Effekte zu, was unerwünscht ist.
In der vorliegenden Erfindung liegt der mittlere Teilchendurchmesser des Stabilisators vorzugsweise bei 0,005 bis 5,0 μm, besonders bevorzugt bei 0,005 bis 2,0 μm. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser des Stabilisators weniger als 0,005 μm beträgt, wird der Stabilisierungseffekt nicht zunehmen, und ein solches Produkt wird nicht als billiges industrielles Produkt erhältlich sein, was unerwünscht ist. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser andererseits 5,0 μm übersteigt, nimmt selbst dann, wenn der gleiche Masseanteil wie im Fall der feinen Teilchen zugesetzt wird, der Stabilisierungseffekt ab, da die Anzahl der Teilchen des Stabilisators gering ist.
Als Stabilisator kann ein Mittel eingesetzt werden, das gewöhnlich als Material bekannt ist, das zur Verbesserung der Fließfähigkeit oder zur Stabilisierung eines Pulvers zugesetzt wird, wie z.B. Magnesiumcarbid, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Alumosilikat, künstlicher oder natürlicher Zeolith, ein Stearat oder Talk, und eine Mehrzahl von Materialien kann in einem Gemisch eingesetzt werden. Von diesen Mitteln ist Siliziumdioxid bevorzugt und im Hinblick auf die Feinheit des mittleren Teilchendurchmessers, den Stabilisierungseffekt und die Verfügbarkeit ist hochdisperse Kieselsäure besonders bevorzugt. Ferner kann auch ein Zeolith bevorzugt verwendet werden und es ist auch bevorzugt, hochdisperse Kieselsäure und Zeolith kombiniert zu verwenden.
Wenn hochdisperse Kieselsäure verwendet wird, ist abhängig von der Position der Vorrichtung zur Injektion von Natriumcarbonat hydrophile hochdisperse Kieselsäure, die eine hervorragende Dispergierbarkeit in Wasser aufweist, bevorzugt. Im Allgemeinen weist hochdisperse Kieselsäure eine Hydrophilie auf, so lange sie nicht bezüglich einer Hydrophobie behandelt worden ist. Selbst hydrophobe hochdisperse Kieselsäure weist einen Effekt im Hinblick auf die Verbesserung der Fließfähigkeit von Natriumcarbonat auf. Wenn jedoch z.B. in dem Dampfkessel dann, wenn Natriumcarbonat und hydrophobe hochdisperse Kieselsäure stromaufwärts von einer Abgasentschwefelungsanlage zugesetzt werden, ist es wahrscheinlich, dass die hydrophobe hochdisperse Kieselsäure in einem Adsorptionsturm der Abgasentschwefelungsanlage unter Bildung einer Membran an der Gas-Flüssigkeit-Grenzfläche agglomeriert, und durch den Einfluss der Membran wird das Innere der Anlage voller Blasen sein. Folglich fließen die Blasen in einen Abgaskanal ab und der Strömungsdruck eines Gases in dem Adsorptionsturm neigt zu einer Zunahme und der Betrieb kann gegebenenfalls kaum fortgesetzt werden, was unerwünscht ist. In einem Fall, bei dem ein elektrostatischer Abscheider zwischen der Abgasentschwefelungsanlage und der Position installiert ist, bei der das Natriumcarbonat und der Stabilisator zugesetzt werden, treten Schwierigkeiten wie z.B. die vorstehend genannten Blasen nicht auf und der Stabilisator kann ungeachtet davon, ob er hydrophob oder hydrophil ist, verwendet werden.
Ansonsten kann die Fließfähigkeit auch durch Zugeben grober Teilchen zu einem Natriumcarbonatpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 20 μm in einer Menge von 10 bis 50 Masse-%, bezogen auf das Pulver, erreicht werden. Wenn die Menge weniger als 10 Masse-% beträgt, besteht eine Tendenz dahingehend, dass der Effekt der Verbesserung der Fließfähigkeit gering ist, was unerwünscht ist. Wenn die Menge mehr als 50 Masse-% beträgt, besteht eine Tendenz dahingehend, dass der Anteil der groben Teilchen hoch ist, wodurch die Menge des Natriumcarbonatpulvers abnimmt und das Behandlungsvermögen zu einer Abnahme neigt, was unerwünscht ist. Dabei handelt es sich bei den groben Teilchen insbesondere um ein Natriumcarbonatpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von mehr als 20 μm, vorzugsweise mindestens 50 μm, und es kann ein gewöhnliches käufliches Produkt verwendet werden. Ferner kann es sich bei den groben Teilchen um ein Natriumhydrogencarbonatpulver handeln. Im Fall von groben Natriumhydrogencarbonatteilchen werden die groben Teilchen nach der Injektion in einen Abgaskanal unter Bildung von Natriumcarbonat thermisch kalziniert.
Als Verfahren zur Verhinderung einer Verschlechterung der Fließfähigkeit aufgrund einer Agglomeration und Verfestigung von Natriumcarbonatteilchen kann zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren des Zugebens eines Stabilisators als Lagerverfahren nach der Pulverisierung ein Verfahren genannt werden, bei dem ein getrockneter Zustand aufrechterhalten wird. Insbesondere ist es bevorzugt, bei der Lagerung oder dem Gebrauch ein Trocknungsmittel zuzusetzen, oder als Verpackungsmaterial ein käufliches wasserdichtes Verpackungsmaterial zu verwenden. Als Trocknungsmittel kann vorzugsweise eine Substanz verwendet werden, die gewöhnlich als Trocknungsmittel bekannt ist und die nicht mit Natriumcarbonat reagiert, wie z.B. Zeolith, Silicagel, usw. Ferner ist es im Hinblick auf die Aufrechterhaltung des Effekts des Zusetzens des Stabilisators mehr bevorzugt, als Verpackungsmaterial zur Lagerung von Natriumcarbonat einen wasserdichten Beutel zu verwenden. Dabei ist mit einem Beutel aus einem wasserdichten Material ein Beutel gemeint, der aus einem Verpackungsmaterial hergestellt ist, das eine Feuchtigkeitsdurchlässigkeit von nicht mehr als 5 g/m²/Tag bei 40°C aufweist, wie es durch JIS-Z0208 vorgeschrieben ist.
In der vorliegenden Erfindung wird ein Natriumcarbonatpulver einem Gas zugesetzt, vorzugsweise zusammen mit einem Stabilisator und/oder groben Teilchen, wobei im Unterschied zu einem Fall, bei dem eine Aufschlämmung mit einem dispergierten Pulver verwendet wird, der Feststoff keiner Abscheidung unterliegt und folglich einfach handhabbar ist. Ferner ist in einem Fall, bei dem ein Stabilisator oder grobe Teilchen zugesetzt werden, das Fließvermögen durch deren Wirkung hervorragend, wodurch in der Anlage kein Verstopfen auftritt, Natriumcarbonat konstant injiziert werden kann und die SO₃-Komponente konstant durch eine genaue Neutralisation entfernt werden kann. Ferner wird es in einem trockenen Zustand, d.h. nicht in Form einer wässrigen Lösung zugeführt, wodurch die Anlage kein Korrosionsproblem, usw., aufweist, die Steuerung der Anlage und deren Betrieb einfach sind und ein stabilisierter Betrieb aufrechterhalten werden kann.
In der vorliegenden Erfindung wird das Natriumcarbonat zum Zeitpunkt des Behandelns des Gases mit einer Trockenpulverisiermühle bis zu einem mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 20 μm pulverisiert und kann direkt der SO₃-enthaltenden Gaskomponente in einem Zustand zugesetzt werden, bei dem es in dem Luftstrom, der durch die Pulverisiermühle erzeugt wird, dispergiert ist. Das Natriumcarbonat weist vor der Pulverisierung vorzugsweise einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,05 bis 0,5 mm auf. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser weniger als 0,05 mm beträgt, kann eine stabilisierte Zufuhr zu der Pulverisiermühle schwierig sein, was unerwünscht ist, und wenn der mittlere Teilchendurchmesser 0,5 mm übersteigt, ist eine sehr leistungsfähige Pulverisiermühle erforderlich, um eine Pulverisierung bis zu einem mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 20 μm zu bewirken, was nicht erwünscht ist. Ferner weist das Natriumcarbonat vor dem Pulverisieren vorzugsweise einen Rutschwinkel von höchstens 55°, besonders bevorzugt von höchstens 50° auf. Wenn der Rutschwinkel 55° übersteigt, besteht eine Tendenz dahingehend, dass eine stabilisierte Zufuhr zu der Pulverisiermühle schwierig ist, was nicht erwünscht ist.
Ferner ist es bezüglich der Pulverisiermühle bevorzugt, eine Pulverisiermühle, eingebaut in einen Klassierer, zu verwenden, um das Natriumcarbonat effizient zu pulverisieren. Ein Beispiel für einen solchen Klassierer ist ein pneumatischer Klassierer. Als spezielles Beispiel für eine solche Pulverisiermühle kann zweckmäßig z.B. eine Hochgeschwindigkeitsaufprall-Luftklassiermühle eingesetzt werden, die von Hosokawa Micron Corporation (Handelsname: ACM-Pulverisiermühle) hergestellt wird, da diese in einen Trockenklassierer eingebaut bzw. integriert ist. Ferner wird die Pulverisierung vorzugsweise in einem Ausmaß durchgeführt, so dass der 90%-Durchmesser bei der Siebdurchgangsverteilung des Neutralisiermittels höchstens 50 μm beträgt, um eine hohe Reaktivität sicherzustellen.
Durch dieses Verfahren, bei dem Natriumcarbonat durch ein Trockenpulverisiermühlensystem pulverisiert und dem Gas zugesetzt wird, ist es nicht erforderlich, das pulverisierte Natriumcarbonatpulver zu lagern, wodurch kein Stabilisator zugesetzt werden muss, jedoch ist die Zugabe eines Stabilisators zur Verhinderung einer Agglomerierung von Natriumcarbonat oder zur Verbesserung der Dispergierbarkeit während des Sprühens effektiver.
Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Bezugnahme auf die 1 im Hinblick auf ein Verfahren zum Behandeln eines Abgases, das durch Verbrennen eines Brennstoffs durch einen Dampfkessel gebildet wird, als Beispiel detailliert erläutert. Die 1 ist ein Fließdiagramm, welches das Verfahren zum Behandeln eines Abgases zeigt, das durch die Verbrennung in einem Dampfkessel gebildet worden ist.
Ein Hochtemperaturabgas, das durch Verbrennen in einem Dampfkessel 1 gebildet worden ist, wird durch einen ersten Abgaskanal 6 zu einer Luftvorheizeinrichtung 2 geleitet. An dieser Stelle wird ein Wärmetausch des Abgases mit Luft zur Verbrennung durchgeführt, die zu dem Dampfkessel 1 geleitet wird, um den Anlagenbedarf für Brennstoff zu verbessern, wodurch die Temperatur der Luft für die Verbrennung erhöht wird. Dann wird das Abgas durch einen zweiten Abgaskanal 7 zu einem elektrostatischen Abscheider 3 geleitet, wo ein in dem Abgas enthaltener Pulverstaub mittels statischer Elektrizität entfernt wird. Dabei kann anstelle des elektrostatischen Abscheiders 3 ein Sackfilter verwendet werden, oder der elektrostatische Abscheider 3 kann abhängig von den Komponenten, die in dem Abgas enthalten sind, weggelassen werden. Das durch den elektrostatischen Abscheider 3 geleitete Abgas wird durch einen dritten Abgaskanal 8 zu einer Entschwefelungsanlage 4 geleitet, wo SO₂, usw., z.B. durch eine Magnesiumhydroxidaufschlämmung entfernt wird. Dann wird das Abgas durch einen vierten Abgaskanal 9 zu einem Schornstein 5 geleitet und aus dem Schornstein 5 abgegeben.
Selbst wenn das die SO₃-Komponente enthaltende Abgas z.B. eine auf die SO₃-Konzentration reduzierte Konzentration von 20 Vol.-ppm enthält, wird das Phänomen auftreten, dass ein violetter Rauch aus dem Schornstein 5 austritt. Es wird vermutet, dass die Hauptursache dafür derart ist, dass die in dem Abgas enthaltende SO₃-Komponente mit Wasserdampf unter Bildung eines Schwefelsäurenebels in dem Abgaskanal und der Entschwefelungsanlage reagiert. Demgemäß kann die Bildung von violettem Rauch durch Entfernen der SO₃-Komponente und des Schwefelsäurenebels durch Hinzufügen des Natriumcarbonatpulvers zu dem Abgas verhindert werden.
In dem vorstehend genannten erfindungsgemäßen Verfahren wird das Natriumcarbonatpulver in mindestens einen Abgaskanal zwischen dem ersten Abgaskanal 6 und dem vierten Abgaskanal 9 zugesetzt und der Abgaskanal, dem das Pulver zugesetzt wird, wird zweckmäßig abhängig von dem speziellen Zweck ausgewählt. In der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, die SO₃-Komponente zu entfernen, und es ist bevorzugt, das Natriumcarbonatpulver einem stromaufwärts liegenden Abgaskanal der Entschwefelungsanlage 4, besonders bevorzugt dem dritten Abgaskanal 8 zuzusetzen. Das Innere des dritten Abgaskanals 8 wird sicher bei einer Temperatur von mindestens dem Taupunkt von SO₃ oder H₂SO₄, das in dem Gas enthalten ist, gehalten, wodurch die Effizienz zur Entfernung der SO₃-Komponente höher ist als bei dem vierten Abgaskanal 9.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls auf solche spezifischen Beispiele beschränkt ist.
In den folgenden Beispielen wurden der mittlere Teilchendurchmesser und der 90%-Durchmesser (der Teilchendurchmesser bei 90% der Siebdurchgangsverteilung) von Natriumcarbonat, der Rutschwinkel, die Dispergierbarkeit und die spezifische Oberfläche mit den folgenden Verfahren gemessen.
Der mittlere Teilchendurchmesser und der 90%-Durchmesser bei der Siebdurchgangsverteilung von Natriumcarbonat wurden mit einer Teilchengrößenverteilungsmessvorrichtung des Laserbeugungs-Streuungs-Typs (Handelsname: Microtrack FRA9220, von Nikkiso Co., Ltd. hergestellt) gemessen, wodurch durch eine Kumulierung von der feinen Seite auf der Basis des Volumens der Teilchendurchmesser, der 50% entsprach, als mittlerer Teilchendurch messer genommen wurde und der Teilchendurchmesser, der 90% entsprach, als 90%-Durchmesser genommen wurde.
Der Rutschwinkel wurde unter Verwendung eines Pulvertestgeräts Modell PT-D, das von Hosokawa Micron Corporation hergestellt worden ist, gemessen.
Die Messung des Rutschwinkels wird dadurch durchgeführt, dass ein Standardsieb mit einem Durchmesser von 80 mm und einer Sieböffnung von 710 μm einer Schwingung unterworfen wird und die Probe durch einen Trichter geschickt wird, wobei die gesiebte Probe von einem Trichter aus einer Höhe von 160 mm auf einen horizontalen Tisch mit einem Durchmesser von 80 mm rieseln gelassen wird. Der Rutschwinkel ist der Winkel zwischen der Horizontalen und dem Gefälle eines Haufens (Erzeugende) einer kegelförmigen Anhäufung des Pulvers. Pulver mit einer relativ guten Fließfähigkeit weisen einen kleinen Rutschwinkel auf und auch die Reproduzierbarkeit ist gut. Pulver, die eine starke Hafttendenz aufweisen, weisen einen großen Rutschwinkel auf und neigen zu einer schlechten Fließfähigkeit, vgl. Ralph L. Carr, Jr., "Evaluating Flow Properties of Solids", Chemical Engineering, 18. Januar 1965, Seiten 163–168).
Die Dispergierbarkeit wird durch Rieselnlassen einer 10 g-Pulverprobe aus einer Höhe von 61 cm ohne Unterbrechung auf ein Uhrglas mit einem Durchmesser von 10 cm, das mit der konkaven Seite nach unten bereitgestellt ist, als Prozentsatz der Masse der Pulverprobe, die außerhalb des Uhrglases verstreut ist, bezogen auf die Gesamtmasse der Pulverprobe, die rieseln gelassen worden ist, bestimmt. Dieser Wert steht auch zu der Tendenz zum Überlaufen in Beziehung. Ein Pulver mit einem hohen Zahlenwert der Dispergierbarkeit neigt dazu, ein starkes Überlaufvermögen aufzuweisen. Um ferner den Abgabezustand bezüglich dieser Pulverprobe zu bestätigen, wurde die Zeit (die Abgabezeit), die zum Abgeben der gesamten 10 g der Pulverprobe erforderlich war, in der gleichen Weise wie in dem Verfahren zur Messung des Rutschwinkels gemessen.
Die spezifische Oberfläche wurde mit einem vereinfachten BET-Verfahren (Handelsname: Rapid Surface Area-Vorrichtung SA-1000, von Scientific Technology Ltd. hergestellt) gemessen.
Beispiel 1
Ein Test wurde unter Verwendung eines Abgases durchgeführt, das durch die Verbrennung eines Brennstoffs von einem in der Praxis eingesetzten Dampfkessel eines Kraftwerks gebil det worden ist, um den Effekt zur Entfernung der SO₃-Komponente in dem Gas durch die Zugabe von Natriumcarbonat zu bestätigen.
Dabei war der Aufbau der Anlage derart, dass ein elektrostatischer Abscheider 3 und ein zweiter Abgaskanal 7 der 1 nicht vorlagen und Natriumcarbonat in den dritten Abgaskanal 8 injiziert wurde.
Insbesondere wurde das Abgas in dem folgenden Verfahren in dem dritten Abgaskanal 8 zwischen der Luftvorheizeinrichtung 2 und der Entschwefelungsanlage 4 behandelt. Die Abgasbehandlung wurde derart durchgeführt, dass hydrophile hochdisperse Kieselsäure mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 μm einem Natriumcarbonatpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 7 μm, einer spezifischen Oberfläche von 2,7 m²/g und einem Rutschwinkel von 51° in einer Menge von 1,0 Masse-%, bezogen auf das Natriumcarbonatpulver, zugesetzt wurde, um ein Gemisch zu erhalten, das durch Bewegen mit Luft in einer Menge gemäß der Tabelle 1 zugesetzt wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt.
Das hier verwendete Natriumcarbonat ist eine fein pulverisierte Flugasche, die von ASAHI GLASS CO., LTD. hergestellt wurde (poröses Natriumcarbonat, das durch Kalzinieren von Natriumhydrogencarbonat, das im Laufe eines Verfahrens zur Herstellung von Natriumcarbonat mit einem Ammoniak-Soda-Verfahren gebildet worden ist, erhalten wurde). Ferner wurden eine visuelle Untersuchung von Rauchschwaden aus violettem Rauch, die durch einen Schwefelsäurenebel verursacht und von dem Schornstein 5 abgegeben wurden, und eine quantitative Analyse der SO₃-Komponente in dem vierten Abgaskanal 9 durchgeführt und bewertet. Für Vergleichszwecke ist in der Tabelle ein Fall angegeben, bei dem kein Natriumcarbonatpulver zugesetzt worden ist.
Ferner wird die Natriumcarbonatmenge in der Tabelle durch das Molverhältnis zu der SO₃-Komponente dargestellt, die in dem Abgas vorhanden ist, bevor es zu der Entschwefelungsanlage 4 geleitet wird (vor der Bildung eines Schwefelsäurenebels in Kontakt mit Dampf). Ferner betrug die Temperatur des Gases in dem dritten Abgaskanal 8 zwischen der Luftvorheizeinrichtung 2 und der Entschwefelungsanlage 4 158°C.
Verfahren: Ein Hochtemperaturabgas, das durch eine Verbrennung in dem Dampfkessel gebildet worden ist, wurde durch den ersten Abgaskanal 6 zu der Luftvorheizeinrichtung 2 geleitet und dann wurde mit der Verbrennungsluft ein Wärmetausch durchgeführt. Dann wurde das Abgas durch den dritten Abgaskanal 8 zu der Entschwefelungsanlage 4 geleitet, wo SO₂, usw., durch eine Magnesiumhydroxidaufschlämmung entfernt wurde. Dann wurde das Abgas durch den vierten Abgaskanal 9 zu dem Schornstein 5 geleitet und von dem Schornstein 5 abgegeben.
Die Spezifikationen des Dampfkessels im Betrieb und die Abgaszusammensetzung waren wie folgt.
Spezifikation des Dampfkessels

Typ: Benson-Dampfkessel (Dampfkessel des Zwangdurchlauftyps), Dampferzeugungsmenge: 83 t/Stunde, Dampftemperatur: 520°C, Druck des Dampfs: 13,7 MPa.

Abgaszusammensetzung

O₂: 4,5 Vol.-%, SO₂: 1400 Vol.-ppm, Konzentration der SO₃-Komponente, auf die SO₃-Konzentration reduziert: 17 Vol.-ppm.

Tabelle 1
Ferner wurde das Verhalten von SO₂ mit einem kontinuierlichen automatischen Analysegerät nach dem Injektionspunkt des Natriumcarbonats in dem dritten Abgaskanal 8 aufgezeichnet, wobei die Konzentration immer auf einem Niveau von 1400 Vol.-ppm lag, und es wurde keine Veränderung festgestellt. Dies zeigt, dass die vorliegende Erfindung als Verfahren zum selektiven Entfernen der SO₃-Komponente von einem Gas, in dem das SO₃-Gas in einer kleinen Menge in dem hochkonzentrierten SO₂-Gas vorliegt, effektiv ist.
Beispiel 2
Es wurde der gleiche Test wie im Beispiel 1 an dem gleichen Tag in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde ein Natriumcarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 6 μm, einer spezifischen Oberfläche von 1,1 m²/g und einem Rutschwinkel von 50° eingesetzt, das durch Pulverisieren von dichter Asche erhalten wurde, die von ASAHI GLASS CO., LTD. hergestellt worden ist. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt. Das Verhalten von SO₂ wurde mit einem kontinuierlichen automatischen Analysegerät nach dem Injektionspunkt des Natriumcarbonats in dem zweiten Abgaskanal 7 aufgezeichnet, wobei die Konzentration immer auf einem Niveau von 1400 Vol.-ppm lag, und es wurde keine Veränderung festgestellt. Obwohl der Effekt etwas geringer war als bei den Ergebnissen im Beispiel 1, wurde bestätigt, dass die SO₃-Komponente in einer hohen Konzentration von SO₂ selektiv entfernt werden kann, und dieses Verfahren industriell geeignet ist.
Tabelle 2
Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)
Ein Test wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde anstelle des Natriumcarbonats mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 7 μm und einem Rutschwinkel von 50° ein Natriumcarbonat (Flugasche) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 25 μm, einem Rutschwinkel von 49° und einer spezifischen Oberfläche von 1,9 m²/g verwendet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt. Selbst wenn verglichen mit den Beispielen 1 und 2 das dreifache Molverhältnis oder mehr verwendet wurde, konnten die Rauchschwaden nicht beseitigt werden.
Tabelle 3
Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)
Um die Differenz der Effekte aufgrund des Unterschieds bei dem Injektionsmodus von Natriumcarbonat zu vergleichen, wurde eine wässrige Lösung, die 10 Masse-% Natriumcarbonat enthielt, hergestellt, und anstelle des Natriumcarbonatpulvers wurde eine solche wässrige Lösung in den vierten Abgaskanal 9 gesprüht (in einem Zustand zugesetzt, der von dem Pulverzustand verschieden war) und der Zustand zu diesem Zeitpunkt wurde visuell festgestellt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 gezeigt. Selbst wenn verglichen mit den Beispielen 1 und 2 das fünffache Molverhältnis oder mehr verwendet wurde, konnten die Rauchschwaden nicht beseitigt werden.
Tabelle 4
Beispiel 5
Der folgende Test wurde durchgeführt, um den Effekt der Verbesserung der Fließfähigkeit und der Dispergierbarkeit des Natriumcarbonatpulvers durch die Zugabe eines Stabilisators oder grober Teilchen und des Aufrechterhaltens des getrockneten Zustands während der Lagerung zu bestätigen.
Bezüglich eines Natriumcarbonatpulvers ohne Zusätze, das zu einem mittleren Teilchendurchmesser von 7 μm pulverisiert worden ist (Probe 1), eines Natriumcarbonatpulvers, dem 1 Masse-% hydrophile hochdisperse Kieselsäure als Stabilisator zugesetzt worden ist (Probe 2), eines Natriumcarbonatpulvers, dem 20 Masse-% grober Natriumcarbonatteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 105 μm zugesetzt worden sind (Probe 3), eines Natriumcarbonatpulvers, dem 20 Masse-% grober Natriumcarbonatteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 90 μm zugesetzt worden sind (Probe 4) und eines Natriumcarbonatpulvers, dem 1 Masse-% Zeolith als Trocknungsmittel zugesetzt worden ist und das 10 Tage gelagert worden ist (Probe 5) wurden jeweils die charakteristischen Pulverwerte bewertet.
Als die vorstehend genannten charakteristischen Pulverwerte wurden der Rutschwinkel als Index für die Fließfähigkeit und der Dispersionsgrad als Index der Dispergierbarkeit gemessen und bewertet. Wenn der Rutschwinkel 65° übersteigt, neigt die Fließfähigkeit zu einer Verschlechterung und die Handhabungseffizienz nimmt ab, so dass die Abgabe aus dem Silo gegebenenfalls schwierig ist. Wenn der Dispersionsgrad kleiner als 10% ist, besteht eine Tendenz dahingehend, dass sich der Dispergierzustand verschlechtert, wenn es in den Gasstrom gesprüht wird. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 5 gezeigt.
Tabelle 5
Um den Effekt der Verbesserung der Fließfähigkeit und der Dispergierbarkeit aufgrund des Verfahrens zur Aufrechterhaltung des getrockneten Zustands während der Lagerung (aufgrund des Unterschieds beim Verpackungsmaterial) zu bestätigen, wurde ein Fall, bei dem Natriumcarbonat, dem als Stabilisator 1 Masse-% hydrophile hochdisperse Kieselsäure zugesetzt worden ist, in einem gewöhnlichen Polyethylenverpackungsbeutel ohne angewandte Behandlung zur Erzeugung einer Wasserdichtigkeit gelagert wurde (Verpackungsbeutel 1) mit einem Fall verglichen, bei dem das Natriumcarbonat in einem Verpackungsbeutel, bei dem eine Behandlung zum Erreichen einer Wasserdichtigkeit durchgeführt wurde, und zwar durch Laminieren von Aluminium auf die Außenseite des Polyethylenverpackungsbeutels (Verpackungsbeutel 2), oder in einem Verpackungsbeutel verpackt worden ist, bei dem eine Behandlung zum Erreichen einer Wasserdichtigkeit durch Aufbringen von Vinylidenchlorid durchgeführt wurde (Verpackungsbeutel 3).
Gemäß der Tabelle 6 wurden 10 kg jedes Pulvers verpackt und in einer Atmosphäre bei einer Temperatur von 30°C bei einer relativen Feuchtigkeit von 80% 30 Tage gelagert. Dann wurden die charakteristischen Pulverwerte gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 6 gezeigt. Es ist ersichtlich, dass es für die Verbesserung der Fließfähigkeit und der Dispergierbarkeit effektiv ist, den getrockneten Zustand durch die Verwendung eines wasserdichten Beutels aufrechtzuerhalten. Dabei ist ein wasserdichter Beutel ein Verpackungsmaterial mit einer Feuchtigkeitsdurchlässigkeit von höchstens 5 g/m²/Tag bei 40°C, wie es von JIS-Z0208 vorgeschrieben ist.
Tabelle 6
Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)
Ein Test wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 unter Verwendung von Natriumcarbonat mit einer spezifischen Oberfläche von 2,7 m²/g durchgeführt, bei dem der Dispersions grad von Tabelle 6 auf 32% vermindert war (1 Masse-% hydrophile hochdisperse Kieselsäure zugesetzt, es wurde der Verpackungsbeutel 1 verwendet, bei dem es sich nicht um einen wasserdichten Beutel handelt). Die Ergebnisse sind in der Tabelle 7 gezeigt. Es ist ersichtlich, dass bei einem Natriumcarbonat, das Feuchtigkeit adsorbiert hat und dessen Dispersionsgrad vermindert ist, der Effekt zur Verhinderung eines violetten Rauchs selbst dann abnimmt, wenn der mittlere Teilchendurchmesser 6 μm beträgt. Es wird angenommen, dass dies auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass das feine Natriumcarbonatpulver in das Gas injiziert wurde und in der agglomerierten Form verblieb, wodurch es nicht einheitlich dispergiert und in das Gas gesprüht wurde.
Tabelle 7
Beispiel 7
Ein Test wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde im Beispiel 1 anstelle der Zugabe des Gemischs, bei welchem dem Natriumcarbonatpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 7 μm 1 Masse-% hydrophile hochdisperse Kieselsäure mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 μm zugesetzt worden ist, unter Bewegen mit Luft, poröses Natriumcarbonat so zugesetzt, wie es pulverisiert worden ist.
Zum Zeitpunkt der Zugabe des Natriumcarbonats wurde Natriumcarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 108 μm, einem Rutschwinkel von 45° und einer spezifischen Oberfläche von 1,1 m²/g (Flugasche, von ASAHI GLASS CO., LTD. hergestellt) mit einer Hochgeschwindigkeitsaufprall-Luftklassiermühle mit eingebautem Klassierer (Handelsname: ACM-Pulverisiermühle 60A, von Hosokawa Micron Corporation hergestellt) zu einem mittleren Teilchendurchmesser von 8,9 μm pulverisiert, wobei der Teilchendurchmesser bei 90% der Siebdurchgangsverteilung 28 μm beträgt, und direkt als solches, ohne es zu lagern, in das Gas injiziert. Zu diesem Zeitpunkt wurde das fein pulverisierte Natriumcarbonat in einem Zustand in das Abgas injiziert, bei dem 1 kg Natriumcarbonat in 50 Nm³ einer Luftströmung, die von der Pulverisiermühle erzeugt wurde, in einem Standardzustand dispergiert wurde, und die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms während der Injektion betrug 40 m/s. Mit Ausnahme dieser Bedingungen wurde der Vorgang in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt. Ferner wurden eine visuelle Feststellung der Rauchschwaden eines violetten Rauchs, der durch einen Schwefelsäurenebel verursacht wird und von dem Schornstein 5 abgegeben wird, und eine quantitative Analyse der SO₃-Komponente in dem vierten Abgaskanal 9 durchgeführt und bewertet.
Tabelle 8
Erfindungsgemäß können die SO₃-Komponente in dem Gas und der davon abgeleitete Schwefelsäurenebel billig, effizient, einfach und sicher entfernt werden. Demgemäß kann der violette Rauch, usw., des Abgases, das von einem Dampfkessel, usw., abgegeben wird, unterdrückt werden. Ferner ist es im Hinblick auf die industrielle Herstellung signifikant, dass die Entfernung der SO₃-Komponente auch bezüglich eines von einem Abgas verschiedenen Gases billig, effizient, einfach und sicher durchgeführt werden kann, das eine solche SO₃-Komponente als Verunreinigung enthält.

Claims

Verfahren zum Behandeln eines eine SO₃-Komponente enthaltenden Gases, welches das Zugeben eines Natriumcarbonat-Pulvers mit einem mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 20 μm zu dem Gas umfasst, um selektiv die SO₃-Komponente von dem Gas zu entfernen, wobei das Natriumcarbonat-Pulver in einer Menge von 0,5 bis 8 Mol pro Mol der SO₃-Komponente in dem Gas zugegeben wird.
Verfahren zum Behandeln eines Gases gemäß Anspruch 1, wobei das eine SO₃-Komponente enthaltende Gas eines ist, welches durch Verbrennung eines Schwefel-haltigen Brennstoffes gebildet wird, und ein Gas ist, welches SO₂ in einer Menge von mindestens 500 Vol.-ppm enthält, und die Konzentration der SO₃-Komponente in dem Gas auf einen Anteil von höchstens 2 Vol.-ppm, wie zu SO₃ verringert, vermindert wird.
Verfahren zum Behandeln eines Gases gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Natriumcarbonat-Pulver in einer Menge von 2 bis 5 Mol pro Mol der SO₃-Komponente in dem Gas zugegeben wird.
Verfahren zum Behandeln eines Gases gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Natriumcarbonat-Pulver eine Flugasche ist.
Verfahren zum Behandeln eines Gases gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zusammen mit dem Natriumcarbonat-Pulver ein Stabilisator in einer Menge von 0,1 bis 5 Masse-%, basierend auf dem Natriumcarbonat-Pulver, zugegeben wird.
Verfahren zum Behandeln eines Gases gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Stabilisator einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,005 bis 5 μm aufweist.
Verfahren zum Behandeln eines Gases gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der Stabilisator hochdisperse Kieselsäure und/oder Zeolith ist.
Verfahren zum Behandeln eines Gases gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zusammen mit dem Natriumcarbonat-Pulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 20 μm grobe Teilchen von Natriumcarbonat und/oder Natriumhydrogencarbonat mit einer mittleren Teilchengröße von mehr als 20 μm in einer Menge von 10 bis 50 Masse-%, basierend auf dem Pulver, zugegeben werden.
Verfahren zum Behandeln eines Gases gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei Natriumcarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,05 bis 0,5 mm durch eine Trockenpulverisiermühle, eingebaut in einen pneumatischen Klassierer, zu einem mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 20 μm pulverisiert wird und dann direkt in das die SO₃-Komponente enthaltende Gas in einem Zustand, wie in der durch die Pulverisiermühle erzeugten Luftströmung dispergiert, zugegeben wird.