DE102007004034B4

DE102007004034B4 - Method and device for producing a gas-vapor mixture

Info

Publication number: DE102007004034B4
Application number: DE102007004034.4A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-22
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2027-01-23
Also published as: DE102007004034A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Gas-Dampf-Gemisches enthaltend ionisches Quecksilber (Hg, ion) und elementares Quecksilber (Hg, el), umfassend die Schritte: – Teilen eines Gas-Dampf-Gemischstromes enthaltend ionisches Quecksilber (Hg, ion) nach Austritt aus einem Verdampfer (5, 35) in einen ersten Teilstrom (T1) und in einen zweiten Teilstrom (T2), – Überführen des ersten Teilstroms (T1) in einen Konverter (21, 31), – Kontaktieren des ersten Teilstroms (T1) mit einem in dem Konverter (21, 31) vorgesehenen Katalysator zur Erzeugung von elementarem Quecksilber (Hg, el), – Vereinigen des ersten Teilstroms (T1) enthaltend elementares Quecksilber (Hg, el) mit dem zweiten Teilstrom (T2) enthaltend ionisches Quecksilber (Hg, ion) stromabwärts des Konverters (21, 31), – Überführen des Gas-Dampf-Gemisches enthaltend ionisches Quecksilber (Hg, ion) und elementares Quecksilber (Hg, el) in eine Verbrauchervorrichtung (11).A method for producing a gas-vapor mixture containing ionic mercury (Hg, ion) and elemental mercury (Hg, el), comprising the steps of: dividing a gas-vapor mixture stream containing ionic mercury (Hg, ion) after exiting from a Evaporator (5, 35) into a first substream (T1) and a second substream (T2), - transferring the first substream (T1) into a converter (21, 31), - contacting the first substream (T1) with an in the converter (21, 31) provided catalyst for generating elemental mercury (Hg, el), - combining the first partial stream (T1) containing elemental mercury (Hg, el) with the second partial stream (T2) containing ionic mercury (Hg, ion ) downstream of the converter (21, 31), - transferring the gas-vapor mixture containing ionic mercury (Hg, ion) and elemental mercury (Hg, el) into a consumer device (11).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gas-Dampf-Gemisches gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 6.The invention relates to a method for producing a gas-vapor mixture according to claim 1 and to an apparatus for carrying out the method according to claim 6.

Die Emission von Quecksilber in elementarer, metallischer, ionischer oder an Staubpartikel gebundener Form stellt ein bekanntes Problem dar, das bei der Verbrennung von Abfallstoffen und fossilen Brennstoffen entsteht. Aus dem Stand der Technik sind daher eine Anzahl von Ab- und Rauchgasreinigungsverfahren und -vorrichtungen bekannt, welche die Freisetzung von Quecksilber in sämtlichen vorkommenden Spezies mindern sollen.The emission of mercury in elemental, metallic, ionic or dust-particulate forms is a known problem that arises in the incineration of waste and fossil fuels. Therefore, a number of waste gas and flue gas purification processes and devices are known from the prior art which are intended to reduce the release of mercury in all occurring species.

Um die Wirksamkeit der Ab- und Rauchgasreinigungsvorrichtungen prüfen und überwachen zu können, wurden kontinuierlich arbeitende, auf Atomabsorptionsspektrometrie oder Fluoreszenzspektrometrie basierende Emissionsmess- und -analysesysteme entwickelt. Allerdings kann mit diesen photometrischen Verfahren nur elementares Quecksilber erfasst werden, so dass stets eine vorgeschaltete Reduktionsstufe erforderlich ist, um alle nicht-elementaren Spezies, wie z. B. ionisch gebundenes Quecksilber (HgCl₂), in elementares Quecksilber überzuführen.In order to test and monitor the effectiveness of the flue gas and flue gas cleaning devices, continuous atomic absorption spectrometry or fluorescence spectrometry based emission measurement and analysis systems have been developed. However, only elemental mercury can be detected with these photometric methods, so that always an upstream reduction stage is required to all non-elemental species such. B. ionically bound mercury (HgCl ₂ ) to convert into elemental mercury.

Mithin ist eine quantitative Analyse der Reduktion erforderlich, verbunden mit entsprechender Kalibrierung und gegebenenfalls Rekalibrierung der photometrischen Analysevorrichtung, um die Rauchgasreinigung hinsichtlich der Quecksilberspezies qualifizieren und quantifizieren zu können.Thus, a quantitative analysis of the reduction is required, coupled with appropriate calibration and possibly recalibration of the photometric analyzer to qualify and quantify flue gas purification for the mercury species.

Um diesen Erfordernissen gerecht zu werden, wurde von der IAS GmbH, Frankfurt am Main ein auf EP 0 923 985 B1 basierender Kalibriergasgenerator entwickelt. Dieser erzeugt durch Verdampfen von Quecksilbersalzlösungen, wie z. B. Quecksilberchlorid HgCl₂, das mit Salzsäure HCl stabilisiert ist, ionisch gebundenes Quecksilber als Gas-Dampf-Gemisch in definierbarer Konzentration. Dabei entsteht überwiegend ionisches Quecksilber und nur in geringen Mengen elementares Quecksilber. Bestehende Analyseaufgaben erfordern jedoch oft einen höheren Anteil an elementarem Quecksilber. Überdies besteht Interesse daran, eine definierte Mischung von elementarem und ionischem Quecksilber im Kalibriergas zu erzeugen, um die Verhältnisse im realen Rauchgas nachbilden zu können.In order to meet these requirements, the IAS GmbH, Frankfurt am Main, Germany, opened its doors EP 0 923 985 B1 based calibration gas generator developed. This generated by evaporation of mercury salt solutions such. As mercuric chloride HgCl ₂ , which is stabilized with hydrochloric acid HCl, ionically bound mercury as gas-vapor mixture in a definable concentration. This mainly produces ionic mercury and only small amounts of elemental mercury. However, existing analysis tasks often require a higher level of elemental mercury. Moreover, there is interest in producing a defined mixture of elemental and ionic mercury in the calibration gas in order to be able to simulate the conditions in the actual flue gas.

In DE 101 63 452 B4 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Bestimmung von Gesamt-Quecksilber in gasförmigen Proben, insbesondere in Rauchgasen, offenbart. Das Verfahren sieht ein Quecksilberanalysesystem und einen Konverter zur chemischen Umwandlung der im Gas vorkommenden Quecksilberformen in elementares Quecksilber vor. Dabei wird der Konverter des Quecksilberanalysesystems in kurzzeitigen Intervallen mit einem sauerstoffhaltigen Gas gespült.In DE 101 63 452 B4 discloses a method for the continuous determination of total mercury in gaseous samples, especially in flue gases. The method provides a mercury analysis system and a converter for the chemical conversion of the mercury forms occurring in the gas into elemental mercury. The converter of the mercury analysis system is flushed at short intervals with an oxygen-containing gas.

In US 5,879,948 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reduktion von oxidiertem Quecksilber in einem Abgasstrom beschrieben, wobei verhindert wird, dass das elementare Quecksilber vor der photometrischen Bestimmung durch im Abgasstrom enthaltene Oxidationsmittel reoxidiert wird. Der Probenstrom strömt durch einen bevorzugt auf etwa 800°C erhitzten Reaktor, wobei ein Wasserstoffgasstrom unmittelbar einem heißen Bereich des Reaktors zugeführt wird. Die Quecksilberspezies HgCl₂ und Hg₂O werden thermisch quantitativ zu elementarem Quecksilber reduziert. Der dabei entstehende Chlorwasserstoff wird von dem ebenfalls bei der Quecksilberreduktion entstehenden Wasserdampf effektiv aufgenommen, wodurch die Reoxidation des elementaren Quecksilbers verhindert wird. Die Quecksilberkonzentration im Probenstrom kann dann mit einem UV-Spektrometer bestimmt werden.In US 5,879,948 describe an apparatus and a method for the reduction of oxidized mercury in an exhaust gas stream, wherein the elemental mercury is prevented from being reoxidized by the oxidant contained in the exhaust gas stream before the photometric determination. The sample stream flows through a preferably heated to about 800 ° C reactor, wherein a hydrogen gas stream is fed directly to a hot region of the reactor. The mercury species HgCl ₂ and Hg ₂ O are thermally quantitatively reduced to elemental mercury. The resulting hydrogen chloride is effectively taken up by the water vapor also produced during the mercury reduction, whereby the reoxidation of the elemental mercury is prevented. The mercury concentration in the sample stream can then be determined with a UV spectrometer.

In DE 37 04 533 A1 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung von Emissionen und Immissionen in Bezug auf Quecksilber offenbart. Es werden Proben aus Abgasen entnommen, deren Hg-Anteil unabhängig von der Erscheinungsform quantitativ bestimmt wird. Dazu werden aus Abgasen entnommene Teilströme durch eine Konverteranlage geleitet, in der das Quecksilber in atomare Form gebracht wird. Die aus der Konverteranlage wieder austretenden Abgase werden einer Messeinrichtung zugeführt, in der die Konzentration des atomaren Quecksilbers mittels chemischer und/oder physikalischer Methoden nachgewiesen wird.In DE 37 04 533 A1 is a method for the continuous monitoring of emissions and immissions with respect to mercury disclosed. Samples are taken from exhaust gases whose Hg content is determined quantitatively, regardless of their appearance. For this purpose, partial streams taken from exhaust gases are passed through a converter system in which the mercury is brought into atomic form. The exiting the converter system exhaust gases are fed to a measuring device in which the concentration of atomic mercury is detected by chemical and / or physical methods.

In DE 41 43 170 A1 sind ein Verfahren zur kontinuierlichen Quecksilberbestimmung in Gasen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens offenbart. Bei dem Verfahren wird zunächst aus dem zu analysierenden Gas kontinuierlich über eine beheizte Leitung eine repräsentative Probengasmenge entnommen. Danach wird das Probengas in eine Reaktionszone eingeleitet, in der es bei einer Temperatur von 55 bis 65°C mit einer Reduktionslösung zur Reduktion von Quecksilber(II) zu metallischem Quecksilber in Kontakt gebracht. Nach schrittweisem Abkühlen des Gasgemisches auf eine Temperatur von 0°C bis Raumtemperatur wird die Reduktion vervollständigt. Im Anschluss daran findet eine Homogenisierung des Gasgemisches statt, bevor die Quecksilberbestimmung des Gasgemisches mittels eines Photometers erfolgt.In DE 41 43 170 A1 For example, a method for continuous mercury determination in gases and an apparatus for carrying out the method are disclosed. In the method, a representative amount of sample gas is first taken from the gas to be analyzed continuously via a heated line. Thereafter, the sample gas is introduced into a reaction zone in which it is contacted at a temperature of 55 to 65 ° C with a reducing solution for the reduction of mercury (II) to metallic mercury. After gradually cooling the gas mixture to a temperature of 0 ° C to room temperature, the reduction is completed. Subsequently, a homogenization of the gas mixture takes place before the mercury determination of the gas mixture by means of a photometer.

In DE 699 16 083 T2 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sammeln von gasförmigem Quecksilber und zur Unterscheidung verschiedener Quecksilberkomponenten offenbart. Die Vorrichtung zur Verwendung bei einem Quecksilber-Analysator zur Detektion von reaktivem gasförmigem Quecksilber umfasst ein Detektionsmodul, mit dem zwischen reaktivem gasförmigem Quecksilber und Quecksilber in Elementarform sowie teilchenförmigem gebundenem Quecksilber differenziert wird. Das in DE 699 16 083 T2 beschriebene Verfahren ermöglicht eine kontinuierliche und automatisierte Messung von Quecksilberdampf, einschließlich der Speziation der drei Hauptkomponenten, nämlich gasförmiger elementarer Quecksilberdampf, gasförmige ionische wasserlösliche Quecksilberverbindungen oder reaktives gasförmiges Quecksilber und teilchenförmiges gebundenes Quecksilber. Dabei erfolgt die Detektion dieser drei Komponenten in einer bestimmten Reihenfolge mit Detektionsverfahren, die einander nicht stören.In DE 699 16 083 T2 For example, an apparatus and method for collecting gaseous mercury and for distinguishing various mercury components are disclosed. The Apparatus for use in a mercury analyzer to detect reactive gaseous mercury includes a detection module that differentiates between reactive gaseous mercury and mercury in elemental form and particulate bound mercury. This in DE 699 16 083 T2 described method allows a continuous and automated measurement of mercury vapor, including the speciation of the three main components, namely gaseous elemental mercury vapor, gaseous ionic water-soluble mercury compounds or reactive gaseous mercury and particulate bound mercury. In this case, the detection of these three components in a particular order with detection methods that do not interfere with each other.

Ziel der Erfindung ist daher, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Gas-Dampf-Gemisches zu schaffen, das neben ionischem Quecksilber auch eine nicht vernachlässigbare Menge an elementarem Quecksilber enthält. Die Zusammensetzung des Gas-Dampf-Gemisches, insbesondere das Verhältnis von ionischen zu elementarem Quecksilber soll dabei exakt definierbar und reproduzierbar sein. Angestrebt wird ferner ein einfacher und kostengünstiger apparativer Aufbau, der leicht und zuverlässig zu handhaben ist.The aim of the invention is therefore to overcome these and other disadvantages of the prior art and to provide an apparatus and a method for producing a gas-vapor mixture containing not only ionic mercury but also a non-negligible amount of elemental mercury. The composition of the gas-vapor mixture, in particular the ratio of ionic to elemental mercury should be exactly definable and reproducible. The aim is also a simple and inexpensive apparatus design that is easy and reliable to handle.

Hauptmerkmale der Erfindung sind in Anspruch 1, Anspruch 6 und Anspruch 30 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5 und 7 bis 29.Main features of the invention are set out in claim 1, claim 6 and claim 30. Embodiments are the subject of claims 2 to 5 and 7 to 29.

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Gas-Dampf-Gemisches enthaltend ionisches Quecksilber und elementares Quecksilber sind erfindungsgemäß folgende Schritte vorgesehen:

– Teilen eines Gas-Dampf-Gemischstromes enthaltend ionisches Quecksilber nach Austritt aus einem Verdampfer in einen ersten Teilstrom und in einen zweiten Teilstrom,
– Überführen des ersten Teilstroms in einen Konverter,
– Kontaktieren des ersten Teilstroms mit einem in dem Konverter vorgesehenen Katalysator zur Erzeugung von elementarem Quecksilber,
– Vereinigen des ersten Teilstroms enthaltend elementares Quecksilber mit dem zweiten Teilstrom enthaltend ionisches Quecksilber stromabwärts des Konverters,
– Überführen des Gas-Dampf-Gemisches enthaltend ionisches Quecksilber und elementares Quecksilber in eine Verbrauchervorrichtung.

In a method for producing a gas-vapor mixture containing ionic mercury and elemental mercury, the following steps are provided according to the invention:

Dividing a gas-vapor mixture stream containing ionic mercury after leaving an evaporator into a first substream and into a second substream,
Transferring the first substream into a converter,
Contacting the first substream with a converter provided in the catalyst for the production of elemental mercury,
Combining the first substream containing elemental mercury with the second substream containing ionic mercury downstream of the converter,
- Transferring the gas-vapor mixture containing ionic mercury and elemental mercury in a consumer device.

Ein solches Verfahren ist mit einfachen Mitteln kostengünstig zu realisieren; überdies lässt sich das Verhältnis zwischen ionischem und elementarem Quersilber äußerst präzise einstellen, so dass ein Gas-Dampf-Gemisch erzeugt wird, das eine stets definierte Zusammensetzung aufweist. Durch die Aufteilung des in dem Verdampfer erzeugten Gas-Dampf-Gemisches mit ionischem Quecksilber in zwei Teilströme ist es möglich, einen der Teilströme in einen Konverter zu führen, um das ionische Quecksilber in elementares Quecksilber überzuführen. Anschließend werden beide Teilströme wieder in definierten Mengen zusammengeführt, so dass sich nahezu jedes beliebige Mischungsverhältnis zwischen ionischem und elementarem Quecksilber einstellen lässt.Such a method can be realized inexpensively with simple means; Moreover, the ratio between ionic and elemental cross silver can be set extremely precisely, so that a gas-vapor mixture is produced, which has an always defined composition. By dividing the gas-vapor mixture produced in the evaporator with ionic mercury into two partial streams, it is possible to lead one of the partial streams into a converter in order to convert the ionic mercury into elemental mercury. Subsequently, both partial flows are combined again in defined amounts, so that almost any desired mixing ratio between ionic and elemental mercury can be set.

Mit ionisch gebundenem Quecksilber kann die Reduktionsstufe eines Quecksilber-Emissionsmesssystems geprüft werden, und auch die Probenentnahme und Weiterleitung aus dem Rauchgaskanal hin zum Analysator bzw. dessen Reduktionsstufe. Allerdings handelt es sich insbesondere bei Quecksilber(II)Chlorid – im Gegensatz zu elementarem Quecksilber – um eine an Oberflächen stark adsorbierende Komponente. Dies kann daher bei nicht ausreichender Beheizung von Probenentnahme und Leitungssystem die eigentliche Messung sehr stark dahin beeinflussen, dass der Erwartungswert durch Wandverluste nicht erreicht werden kann.With ionically bound mercury, the reduction stage of a mercury emission measurement system can be tested, and also the sampling and forwarding from the flue gas channel to the analyzer or its reduction stage. However, mercury (II) chloride, in contrast to elemental mercury, is a component which strongly adsorbs to surfaces. This can therefore, if the heating of the sampling and the line system is insufficient, greatly influence the actual measurement to the extent that the expected value due to wall losses can not be achieved.

Eine Prüfung mit elementarem Quecksilber hingegen erfasst weder die Probennahme noch das Reduktionssystem, da elementares Quecksilber nur sehr geringe Adsorptionseffekte aufweist und der Messung durch das photometrische Verfahren direkt zugänglich ist. Die Prüfung mit elementarem und ionischem Quecksilber bietet daher die Möglichkeit, Analysator und Probenaufbereitung und -entnahme getrennt zu prüfen und damit auch bei Bedarf eine Fehleranalyse zu betreiben.On the other hand, a test using elemental mercury does not cover either the sampling or the reduction system, since elemental mercury has only very low adsorption effects and is directly accessible to measurement by the photometric method. Therefore, the elemental and ionic mercury test offers the possibility to separately analyze the analyzer and the sample preparation and sampling and thus to carry out an error analysis if required.

Die Erfindung sieht ferner vor, dass der erste Teilstrom vor und/oder nach dem Konverter einstellbar und/oder regelbar ist, während der zweite Teilstrom ergänzend oder alternativ einer Restriktionsvorrichtung zugeführt wird. Letztere erzeugt in der Verdampferauslassleitung einen Gegendruck, so dass sich das Gas-Dampf-Gemisch innerhalb der ersten Verzweigung in zwei Teilströme aufteilt. Aufwendige Ventil- oder Drosselorgane sind mithin nicht erforderlich, was eine kostengünstige apparative Umsetzung des Verfahrens ermöglicht. Ferner lässt sich die Zusammensetzung des Gas-Dampf-Gemisches, insbesondere das Verhältnis von ionischem zu elementarem Quecksilber, stets exakt definieren und reproduzierbar einstellen.The invention further provides that the first partial flow before and / or after the converter can be set and / or regulated, while the second partial flow is additionally or alternatively supplied to a restriction device. The latter generates a backpressure in the evaporator outlet line, so that the gas-vapor mixture is divided into two substreams within the first branch. Elaborate valve or throttle bodies are therefore not required, which allows a cost-effective apparatus implementation of the method. Furthermore, the composition of the gas-vapor mixture, in particular the ratio of ionic to elemental mercury, can always be precisely defined and adjusted reproducibly.

Um optimale Umwandlungsergebnisse im Konverter erzielen zu können, wird der Katalysator während der Umwandlungsreaktion auf eine Temperatur im Bereich von 100°C bis 500°C, vorzugsweise im Bereich von 120°C bis 250°C, aufgeheizt, was ebenfalls mit wenig Regelaufwand realisierbar ist.In order to achieve optimum conversion results in the converter, the catalyst during the conversion reaction to a temperature in the range of 100 ° C to 500 ° C, preferably in the range of 120 ° C to 250 ° C, heated, which is also feasible with little control effort.

Der Katalysator ist bevorzugt eine kupferhaltige Katalysatorverbindung, insbesondere ein Rotguss.The catalyst is preferably a copper-containing catalyst compound, in particular a gunmetal.

Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Gas-Dampf-Gemisches enthaltend ionisches Quecksilber und elementares Quecksilber, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, hat erfindungsgemäß

– einen Verdampfer, dessen Verdampferkammer mit einer Verdampferauslassleitung verbunden ist,
– eine erste Verzweigung, mittels der ein von dem Verdampfer in die Verdampferauslassleitung überführter Gas-Dampf-Strom in einen ersten Teilstrom und in einen zweiten Teilstrom aufteilbar ist, und
– einen Konverter, geeignet zur Darstellung von elementarem Quecksilber, der mit einer Konverterauslassleitung verbunden ist,
– wobei der Konverter derart mit der Verzweigung der Verdampferauslassleitung in Strömungsverbindung steht, dass der erste Teilstrom des Gas-Dampf-Stroms in den Konverter überführbar ist, und
– wobei die Konverterauslassleitung in einer zweiten Verzweigung mündet, welche den von dem Konverter in die Konverterauslassleitung überführten ersten Teilstrom und den zweiten Teilstrom des Gas-Dampf-Stromes zu dem Gas-Dampf-Gemisch enthaltend ionisches Quecksilber und elementares Quecksilber vereinigt.

An apparatus for producing a gas-vapor mixture containing ionic mercury and elemental mercury, in particular for carrying out the method according to the invention, has according to the invention

An evaporator whose evaporator chamber is connected to an evaporator outlet line,
A first branch, by means of which a gas-vapor stream transferred from the evaporator into the evaporator outlet line can be divided into a first partial stream and into a second partial stream, and
A converter suitable for displaying elemental mercury connected to a converter outlet line,
- Wherein the converter is so in flow communication with the branch of the evaporator outlet, that the first partial flow of the gas-steam stream is convertible into the converter, and
- The converter outlet in a second branch opens, which combines the transferred from the converter in the converter outlet line first partial flow and the second partial flow of the gas-vapor stream to the gas-vapor mixture containing ionic mercury and elemental mercury.

Mit dieser Vorrichtung lässt sich ohne großen Aufwand ein Gas-Dampf-Gemisch erzeugen, das eine stets definierte Zusammensetzung aufweist, insbesondere ein stets reproduzierbares Verhältnis von ionischem zu elementarem Quecksilber. In dem Konverter wird vorteilhaft ionisches Quecksilber zu elementarem Quecksilber reduziert. Der Verdampfer und der Konverter sind durch die Verdampferauslassleitung miteinander verbunden. Letztere weist hinter dem Verdampfer eine Verzweigung auf, so dass ein Teilstrom des Gas-Dampf-Gemischs, das zunächst überwiegend ionisches Quersilber enthält, aus der Verdampferauslassleitung in den Konverter überführt werden kann. Der zweite oder verbleibende Teilstrom strömt unverändert weiter. Das der Konvertierung unterzogene Gas-Dampf-Gemisch weist nun Quecksilber lediglich noch in elementarer Form auf, während der nicht konvertierte Teilstrom weiterhin ionisches Quecksilber enthält. Durch Vereinigen der beiden Teilströme lässt sich nun innerhalb der zweiten Verzweigung ein stets definiert zusammengesetztes Gas-Dampf-Gemisch erzeugen.With this device can be produced without much effort, a gas-vapor mixture having an always defined composition, in particular an always reproducible ratio of ionic to elemental mercury. In the converter advantageously ionic mercury is reduced to elemental mercury. The evaporator and the converter are connected to each other through the evaporator outlet line. The latter has a branch behind the evaporator, so that a partial flow of the gas-vapor mixture, which initially contains predominantly ionic cross silver, can be transferred from the evaporator outlet line into the converter. The second or remaining partial flow continues to flow unchanged. The converted gas-vapor mixture now has mercury only in elemental form, while the unconverted substream continues to contain ionic mercury. By combining the two partial flows, it is now possible within the second branch to produce an always defined composite gas-vapor mixture.

Der Verdampfer ist bevorzugt Bestandteil eines Dosier-Verdampfersystems, das zumindest eine Dosierpumpe, einen Gasflussregler und den Verdampfer aufweist. Dadurch können bereits bei der Dosierung und der Verdampfung im Verdampfer vorteilhaft Veranstaltungen zur optimalen Einstellung der Quecksilbersalzgehalte in dem Gas-Dampf-Gemisch getroffen werden. Das Dosier-Verdampfersystem ist ferner geeignet, ein Gas-Dampf-Gemisch mit einer Temperatur im Bereich von 160°C bis 200°C, vorzugsweise 180°C, bereitzustellen, was sich günstig auf die weitere Verarbeitung bzw. Verwendung auswirkt.The evaporator is preferably part of a metered-evaporator system which has at least one metering pump, a gas flow regulator and the evaporator. As a result, advantageous events can already be made for optimally adjusting the mercury salt contents in the gas-vapor mixture during the metering and vaporization in the evaporator. The metered-evaporator system is also suitable to provide a gas-vapor mixture having a temperature in the range of 160 ° C to 200 ° C, preferably 180 ° C, which has a favorable effect on further processing or use.

Der Konverter ist zweckmäßig beheizt, um ideale Konvertierungstemperaturen während der Reduktion zu erreichen. Weitere Ausführungsformen beziehen sich auf die Verwendung von Metallen oder Metalllegierungen als Katalysator, die Kupfer, Zink, Zinn und/oder Blei umfassen können, wobei zweckmäßig die Metalllegierung „Rotguss” CuSn7ZnPb zum Einsatz kommen kann, die eine poröse, gaspermeable Oberfläche aufweist und damit über eine vorteilhaft große Kapazität und Standzeit verfügt. Der Katalysator kann beispielsweise als Schüttung, Packung, Drahtgewebe, Folie oder gesintertes Material in dem Konverter vorliegen.The converter is suitably heated to achieve ideal conversion temperatures during the reduction. Further embodiments relate to the use of metals or metal alloys as a catalyst, which may comprise copper, zinc, tin and / or lead, wherein suitably the metal alloy "gunmetal" CuSn7ZnPb can be used, which has a porous, gas-permeable surface and thus over an advantageous large capacity and durability has. The catalyst may be present in the converter, for example, as a packing, packing, wire mesh, foil or sintered material.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Konverter Bestandteil eines Generators ist. Dieser weist zumindest einen Gaskühler, einen Gasflussregler und den Konverter auf, wobei diese bevorzugt in Reihe geschaltet sind und über die Konverterauslassleitung in Strömungsverbindung stehen. Der Gaskühler senkt die Temperatur des Teilstroms T1, welcher nach Durchströmen des Konverters nur noch elementares Quecksilber enthält. Anschließend kann der Teilstrom mit dem Gasflussregler exakt dosiert und in der zweiten Verzweigung dem zweiten Teilstrom mit dem ionischen Quecksilber beigemischt werden. Der Konverter weist dabei eine Einlassöffnung auf, in welche die erste Verzweigung mündet, während der Gasflussregler eine Auslassöffnung aufweist, die über die Konverterauslassleitung in der zweiten Verzweigung mündet.A development of the invention provides that the converter is part of a generator. This has at least one gas cooler, a gas flow regulator and the converter, wherein these are preferably connected in series and are in flow communication via the converter outlet. The gas cooler lowers the temperature of the partial flow T1, which contains only elemental mercury after flowing through the converter. Subsequently, the partial flow can be exactly metered with the gas flow regulator and mixed in the second branch with the second partial flow with the ionic mercury. The converter has an inlet opening into which the first branch opens, while the gas flow regulator has an outlet opening which opens via the converter outlet line in the second branch.

In der Verdampferauslassleitung ist zur Einstellung und/oder Regelung des zweiten Teilstroms stromabwärts eine Restriktionsvorrichtung vorgesehen, geeignet zur Drosselung des zweiten Teilstroms. Sie ist bevorzugt zwischen der ersten Verzweigung und der zweiten Verzweigung angeordnet und als beheizte Kapillare ausgebildet. Sie weist ferner zweckmäßig einen größeren Strömungswiderstand auf als der Konverter und/oder der Generator, so dass innerhalb der Verdampferauslassleitung ein Gegendruck entsteht. Damit wird vorteilhaft erzielt, dass die Zusammenführung der beiden Teilströme so steuerbar ist, dass eine entsprechend hohe oder niedrige Konzentration an ionischem Quecksilber in das Gas-Dampf-Gemisch eingespeist werden kann. Mit letzterem können mithin auch Analyseaufgaben erfüllt werden, die einen höheren Anteil an elementarem Quecksilber im Prüfgas erfordern.In the evaporator outlet line downstream of a restriction device is provided for adjusting and / or regulating the second partial flow, suitable for throttling the second partial flow. It is preferably arranged between the first branch and the second branch and designed as a heated capillary. It also expediently has a greater flow resistance than the converter and / or the generator, so that a counterpressure arises within the evaporator outlet line. Thus, it is advantageously achieved that the combination of the two partial flows can be controlled so that a correspondingly high or low concentration of ionic mercury in the gas-vapor mixture can be fed. With the latter analysis tasks can be met, which require a higher proportion of elemental mercury in the test gas.

Das Gas-Dampf-Gemisch ist wenigstens einer Verbrauchervorrichtung zuführbar, beispielsweise einem Analysegerät, in welchem das Gas-Dampf-Gemisch als Kalibrier- oder Prüfgas zum Einsatz kommt.The gas-vapor mixture can be supplied to at least one consumer device, for example an analytical device, in which the gas-vapor mixture is used as calibration or test gas.

Der Verdampfer stellt vorzugsweise ein Gas-Dampf-Gemisch mit einem Anteil von ionischem Quecksilber im Bereich von 95% bis 100%, vorzugsweise im Bereich von 98% bis 100%, zur Einspeisung in die Verdampferauslassleitung bereit. Leitet man daher das gesamte Gas-Dampf-Gemisch über die erste Verzweigung durch den Konverter hindurch, lassen sich Konzentrationen an elementarem Quecksilber von bis zu 100% erreichen. Andere Verhältnisse lassen sich jederzeit problemlos einstellen.The evaporator preferably provides a gas-vapor mixture having a content of ionic mercury in the range of 95% to 100%, preferably in the range of 98% to 100%, for feeding into the evaporator outlet line. Therefore, by passing the entire gas-vapor mixture through the first branch through the converter, concentrations of elemental mercury of up to 100% can be achieved. Other conditions can be adjusted easily at any time.

Konstruktiv ist es günstig, wenn die erste und/oder die zweite Verzweigung durch T-Stücke gebildet sind, die als Ventile oder bei Bedarf ergänzend bzw. alternativ mit Durchflussreglern ausgestattet sein können.Constructively, it is favorable if the first and / or the second branch are formed by T-pieces, which can be equipped as valves or, if necessary, additionally or alternatively with flow regulators.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Verdampfer und der Konverter in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine äußerst kompakte Bauform, die kostengünstig zu realisieren und einfache zu handhaben ist. Das Gehäuse kann darüber hinaus eine Entnahmeöffnung zum Austausch des Konverters und/oder des Katalysators haben, so dass die Wartung mit geringem apparativem Aufwand erfolgen kann. Ferner sind in der kompakten Anordnung die Strömungswege besonders kurz, und ein Erwärmen des Konvertermaterials zur Katalyse kann zeitnah mit dem Erhitzen zu Verdampfungszwecken erfolgen, so dass eine besonders ökonomisch arbeitende Vorrichtung vorliegt.A further embodiment provides that the evaporator and the converter are arranged in a common housing. This results in an extremely compact design, which is inexpensive to implement and easy to handle. The housing may also have a removal opening for replacement of the converter and / or the catalyst, so that the maintenance can be done with little equipment. Further, in the compact arrangement, the flow paths are particularly short, and heating of the converter material for catalysis can be timely with the heating for evaporation purposes, so that there is a particularly economical device.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung, für den selbständiger Schutz beansprucht wird, sieht die Verwendung eines Rotgusses als Katalysator in einer Vorrichtung zur Herstellung eines Gas-Dampf-Gemisches, enthaltend ionisches und elementares Quecksilber vor.Another aspect of the invention, for which self-protection is claimed, contemplates the use of a gunmetal catalyst in an apparatus for producing a gas-vapor mixture containing ionic and elemental mercury.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the wording of the claims and from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Gas-Dampf-Gemisches, 1 a schematic representation of an apparatus according to the invention for producing a gas-vapor mixture,

1a eine schematische Darstellung eines T-Stücks für eine Verzweigung, 1a a schematic representation of a tee for a branch,

2 einen Bildausschnitt aus 1 mit detaillierter Darstellung des Generators und 2 a picture section 1 with detailed representation of the generator and

3 eine schematische Darstellung einer Verdampfer-Konverter-Kompakteinheit Grundsätzlich bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Herstellung einer definierten Zusammensetzung eines Gas-Dampf-Gemisches, das ionisches und elementares Quecksilber in einem gewünschten Verhältnis zueinander enthält. Die Vorrichtung umfasst daher eine Verdampferkammer in der eine Quecksilbersalzlösung verdampft wird, um ein Gas-Dampf-Gemisch zu erhalten. In diesem Gas-Dampf-Gemisch liegt Quecksilber zu annähernd 100% als ionische Verbindung vor, wenn die Quecksilbersalzlösung innerhalb der Verdampferkammer zu entsprechenden physikalischen Bedingungen verdampft wird. Grundsätzlich ist die Darstellung solcher Gas-Dampf-Gemische dem Fachmann bekannt. 3 In principle, the invention relates to an apparatus for producing a defined composition of a gas-vapor mixture containing ionic and elemental mercury in a desired ratio to one another. The apparatus therefore comprises an evaporator chamber in which a mercury salt solution is evaporated to obtain a gas-vapor mixture. In this gas-vapor mixture, approximately 100% of mercury is present as an ionic compound when the mercury salt solution within the evaporator chamber is vaporized to corresponding physical conditions. In principle, the representation of such gas-vapor mixtures is known to the person skilled in the art.

Die Verdampferkammer steht erfindungsgemäß mit einer Verdampferauslassleitung in Strömungsverbindung, um das Gas-Dampf-Gemisch aus der Verdampferkammer abführen und zumindest teilweise einem Konverter zuführen zu können. Dieser ist dazu geeignet, ionisches Quecksilber (Hg, ion) in elementares Quecksilber (Hg, el) zu reduzieren. Er ist ferner mit einer Konverterauslassleitung verbunden, um das Gas-Dampf-Gemisch, in dem nunmehr Quecksilber zu annähernd 100% als elementares Quecksilber vorliegt, aus dem Konverter abzuführen. Von dem Gas-Dampf-Gemisch aus der Verdampferkammer wird bevorzugt über eine erste, in der Verdampferauslassleitung vorgesehene Verzweigung ein erster Teilstrom abgezweigt und dem Konverter zugeführt. Das übrige Gas-Dampf-Gemisch verbleibt in der Verdampferauslassleitung. Das Gas-Dampf-Gemisch wird mithin in zwei Teilströme aufgeteilt, wobei der erste Teilstrom im Konverter reduziert wird, während der zweite Teilstrom keiner Veränderung unterzogen wird. Letzterer enthält daher weiterhin Quecksilber in seiner ionischen Form. Der aus dem Konverter abgeführte erste Teilstrom, der nunmehr elementares Quecksilber enthält, wird in einer zweiten Verzweigung in gewünschter Dosierung wieder dem zweiten Teilstrom beigemischt, so dass das vereinigte Gas-Dampf-Gemisch sowohl ionisches Quecksilber (Hg, ion) als auch elementares Quecksilber (Hg, el) mit genau definierten Anteilen enthält.According to the invention, the evaporator chamber is in flow connection with an evaporator outlet line in order to be able to discharge the gas-vapor mixture from the evaporator chamber and at least partially to be able to supply it to a converter. This is suitable for reducing ionic mercury (Hg, ion) to elemental mercury (Hg, el). It is further connected to a converter outlet line to remove the gas-vapor mixture, in which mercury is now present at approximately 100% as elemental mercury, from the converter. Of the gas-vapor mixture from the evaporator chamber, a first partial flow is preferably branched off via a first branch provided in the evaporator outlet line and fed to the converter. The remaining gas-vapor mixture remains in the evaporator outlet. The gas-vapor mixture is thus divided into two partial streams, wherein the first partial flow in the converter is reduced, while the second partial flow is subjected to no change. The latter therefore still contains mercury in its ionic form. The discharged from the converter first partial flow, which now contains elemental mercury is added in a second branch in the desired dosage back to the second partial flow, so that the combined gas-vapor mixture both ionic mercury (Hg, ion) and elemental mercury ( Hg, el) with precisely defined proportions.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Verdampferkammer 5, die in einem Dosier-Verdampfersystem 1 angeordnet ist. Ein solches System wird von der IAS GmbH, Frankfurt unter der Bezeichnung „HoVaCal” als Kalibriergasgenerator vertrieben. Diese Anordnung umfasst eine Dosierpumpe 3, einen Gasflussregler 4 und einen Verdampfer 5, die über entsprechende Verbindungsleitungen 6, 7 miteinander verbunden sind. Mit dieser Anordnung kann ein ca. 180°C heißes Gas-Dampf-Gemisch durch Verdampfen von wässrigen Quecksilbersalzlösungen wie Quecksilber(II)Chloridlösungen und Zumischen eines Trägergases wie Stickstoff oder Luft hergestellt werden. Die Temperatur kann dabei grundsätzlich auch um etwa 20°C höher oder niedriger gewählt werden. 1 shows a device according to the invention with an evaporator chamber 5 in a dosing evaporator system 1 is arranged. Such a system is marketed by IAS GmbH, Frankfurt under the name "HoVaCal" as a calibration gas generator. This arrangement includes a metering 3 , a gas flow regulator 4 and an evaporator 5 that have appropriate connection lines 6 . 7 connected to each other. With this arrangement, an about 180 ° C hot gas-steam mixture can be prepared by evaporating aqueous mercury salt solutions such as mercury (II) chloride solutions and admixing a carrier gas such as nitrogen or air. In principle, the temperature can also be selected higher or lower by about 20 ° C.

Der aus dem Verdampfer austretende heiße und mit Wasserdampf beladene Quecksilberchlorid-Gas-Dampf wird nun in eine Verdampferauslassleitung 8 geführt, die eine Verzweigung 8'' zur Aufteilung des Fluids in einen ersten Teilstrom und einen zweiten Teilstrom hat. Damit kann ein erster Teilstrom über die Fortsetzung 8' der Verdampferauslassleitung in den Konverter geführt werden.The emerging from the evaporator hot and loaded with water vapor mercury chloride gas vapor is now in an evaporator outlet 8th led a branch 8th'' for dividing the fluid into a first partial flow and a second partial flow. This allows a first partial flow on the continuation 8th' the evaporator outlet are led into the converter.

In 2 ist der Konverter 21 als Bestandteil des Generators 2 dargestellt. Der Generator 2 setzt sich aus dem beheizten Konverter 21, gefüllt mit Katalysatormaterial, einem Gaskühler 22 sowie einem Gasflussregler 23 zusammen. Die Reihenfolge der Anordnung ist wichtig, um Adsorptionsverluste von ionischem Quecksilber zu vermeiden, das bereits heiß der beheizten Konverterkammer zugeführt wird. Die Komponenten des Generators 2 stehen über die Leitung 9' miteinander in fluidischer Verbindung; die Leitung wird auch als Konverterauslassleitung 9 bezeichnet.In 2 is the converter 21 as part of the generator 2 shown. The generator 2 settles out of the heated converter 21 , filled with catalyst material, a gas cooler 22 and a gas flow regulator 23 together. The order of placement is important to avoid adsorption losses of ionic mercury that is already being fed to the heated converter chamber while hot. The components of the generator 2 are over the line 9 ' in fluid communication with each other; the pipe is also called converter outlet pipe 9 designated.

Der aus dem Konverter 21 austretende Gasstrom ist mit elementarem Quecksilber beladen und ebenfalls heiß und feucht; daher muss dieser gekühlt und getrocknet werden. Diese Aufgabe übernimmt der nachgeschaltete Gaskühler 22. Ein Verlust von Quecksilber im Prüfgas ist dadurch nicht zu befürchten, da das elementare Quecksilber keine Adsorptionseffekte oder Wasserlöslichkeit zeigt. Die Abkühlung und Kondensation des Gasdampfgemischs unmittelbar nach dem Konverter 21 ist hilfreich, da dadurch Rückreaktionen mit der noch in der Gasphase befindlichen Salzsäure, aus der Verdampfungsphase stammend, vermieden werden.The from the converter 21 escaping gas stream is laden with elemental mercury and also hot and humid; therefore this must be cooled and dried. This task is performed by the downstream gas cooler 22 , A loss of mercury in the test gas is not to be feared because the elemental mercury shows no adsorption or water solubility. The cooling and condensation of the gas vapor mixture immediately after the converter 21 is helpful because it avoids re-reactions with the still in the gas phase hydrochloric acid, coming from the evaporation phase, avoided.

Das derart getrocknete und gekühlte Quecksilberhaltige Fluid bzw. nunmehr Gas kann dem Gasflussregler 23 zugeführt werden, so dass über den eingestellten Gasstrom ein definierter Anteil an elementarem Quecksilber den Generator 2 verlässt.The thus dried and cooled mercury-containing fluid or now gas can the gas flow regulator 23 be fed so that the set gas flow a defined proportion of elemental mercury generator 2 leaves.

Der zweite Teilstrom, ebenfalls aus dem Verdampfer ausgetretenes heißes und wasserdampfbeladenes Quecksilberchlorid-Gas-Dampfgemisch, wird durch die Verzweigung 8'' an dem Konverter 21 vorbeigeführt, es passiert eine Restriktionsvorrichtung, vorliegend eine beheizte Kapillare 10, die so bemessen ist, dass der Strömungswiderstand für alle Gasflüsse ausreichend höher ist als durch den Generator 1.The second part stream, also from the evaporator leaked hot and steam-laden mercury chloride gas-vapor mixture, by the branching 8th'' on the converter 21 passed, there is a restriction device, in this case a heated capillary 10 , which is dimensioned so that the flow resistance for all gas flows is sufficiently higher than by the generator 1 ,

Die beiden Teilgasströme werden stromabwärts des Generators an einer zweiten Verzweigung 9'' wieder vereinigt.The two partial gas streams are downstream of the generator at a second branch 9 '' reunited.

Die Verzweigungen 8'', 9'' 39'' der erfindungsgemäßen Vorrichtungen können als T-Stück ausgeführt sein, wie in 1a dargestellt.The branches 8th'' . 9 '' 39 '' the devices according to the invention can be designed as a T-piece, as in 1a shown.

Da der Trägergasfluss bekannt und konstant über den Gasflussregler 23 geregelt wird, lassen sich die Anteile von ionischem und elementarem Quecksilber sehr genau berechnen und vorgeben. Durch diese Gasflussregelung, die in den Generator 2 integriert ist, kann somit jedes beliebige Verhältnis zwischen 0 und 100% an elementarem Quecksilber in dem bereinigten Gasstrom erhalten werden. Dieses wird vorliegend als Prüfgas einer Verbrauchervorrichtung 11 zugeführt.Because the carrier gas flow is known and constant across the gas flow regulator 23 is regulated, the proportions of ionic and elemental mercury can be calculated and specified very precisely. Through this gas flow control, which in the generator 2 Thus, any ratio between 0 and 100% of elemental mercury in the purified gas stream can be obtained. This is present as the test gas of a consumer device 11 fed.

In 3 ist eine erfindungsgemäße Verdampferkammer-Konverter-Kompakteinheit aufgezeigt. Der Konverter 31 und das in ihm enthaltene Konvertermaterial sind hier gemeinsam mit der Verdampferkammer 35 in eine Einheit aufgenommen. Es ist dies vorliegend ein Gehäuse 44, das den Temperaturen, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entstehen, Stand hält. Durch die Integration beider zu heizender Vorrichtungen (Konverter 31 und Verdampferkammer 35) kann hier auf eine gemeinsame Heizvorrichtung (nicht dargestellt) zurückgegriffen werden. Es ist zu beachten, dass der Katalysator während der Umwandlungsreaktion auf eine Temperatur im Bereich von 100°C bis 500°C kommen kann; die erfindungsgemäßen Vorrichtungen arbeiten mit Rotguss als Katalysator vorzugsweise im Bereich von 120°C bis 250°C. Damit liegt räumlich und hinsichtlich des hohen Energieverbrauchs vorteilhaft eine Vorrichtung vor, die den Energieverbrauch reduziert gegenüber Vorrichtungen aus dem Stand der Technik.In 3 an evaporator chamber converter compact unit according to the invention is shown. The converter 31 and the converter material contained in it are here together with the evaporator chamber 35 included in a unit. It is this case, a housing 44 which withstands the temperatures which arise when carrying out the process according to the invention. By integrating both devices to be heated (converter 31 and evaporator chamber 35 ) can be used here on a common heater (not shown). It should be noted that the catalyst may come to a temperature in the range of 100 ° C to 500 ° C during the conversion reaction; the devices according to the invention work with gunmetal as catalyst preferably in the range from 120 ° C to 250 ° C. This is advantageous in terms of space and in terms of high energy consumption, a device that reduces energy consumption compared to devices of the prior art.

Die Verdampferkammer 35 wird an der Einlassdüse 43 mit der zu verdampfenden Quecksilberchloridlösung beaufschlagt; Inertgas oder Luft wird durch die Öffnung 42 in die Verdampferkammer 35 eingelassen. Von der Verdampferkammer 35 kommend tritt nun das entstandene Gas-Dampf-Gemisch in die Verdampferauslassleitung 38 ein, die sich verzweigt, um einen Teilstrom T1 in einen Konverter 31 zu überführen und den anderen Teilstrom T2 über die Verdampferauslassleitung 38' aus dem Gehäuse zu entlassen. Nicht gezeigt ist hier die Restriktionsvorrichtung, die durchaus in der aus dem Gehäuse austretenden Leitung 39' angeordnet sein kann.The evaporator chamber 35 is at the inlet nozzle 43 charged with the mercury chloride solution to be evaporated; Inert gas or air passes through the opening 42 in the evaporator chamber 35 admitted. From the evaporator chamber 35 Coming now enters the resulting gas-vapor mixture in the evaporator outlet 38 one that branches to a substream T1 in a converter 31 to transfer and the other partial flow T2 via the evaporator outlet 38 ' to dismiss from the case. Not shown here is the restriction device, which is quite in the emerging from the housing line 39 ' can be arranged.

Der konvertierte Gasstrom tritt über die Leitung 39 aus dem Gehäuse aus und vereinigt sich mit dem aus Leitung 39' kommenden zweiten Teilstrom an der Verzweigung 39'', von wo aus das mit der gewünschten Zusammensetzung erhaltene Prüfgas in eine Verbrauchervorrichtung – nicht figurativ dargestellt – überführt wird.The converted gas stream passes over the line 39 out of the case and merges with the out of line 39 ' coming second partial flow at the junction 39 '' from where the test gas obtained with the desired composition is transferred to a consumer device, not shown figuratively.

Die konstruktiv geschickte Anordnung, die in 3 gezeigt ist, vermeidet vorteilhaft Verluste durch Adsorption und Kondensation.The structurally clever arrangement, in 3 shown, advantageously avoids losses due to adsorption and condensation.

Ferner kann das Gehäuse 44 mit einer Entnahmeöffnung versehen sein, um rasch und bequem entweder den Katalysator oder den gesamten Konverter austauschen zu können. Wartungsarbeiten sind daher mit geringem Zeitaufwand bewältigbar.Furthermore, the housing 44 be provided with a discharge opening to swiftly and conveniently be able to replace either the catalyst or the entire converter can. Maintenance work is therefore manageable with little time.

Grundsätzlich eignen sich als Konvertermaterialien für das erfindungsgemäße Verfahren, das wie dargelegt mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen ausgeführt wird, Metalle oder eine Metalllegierung aus der Gruppe Kupfer, Zink, Zinn, Blei. Besonders von Rotguss CuSn7ZnPb, (Materialbezeichnung RG7 Werkstoffnummer 2.1090) wurde gezeigt, dass er in Form einer Schüttung oder als gesintertes Material mit großer Oberfläche, z. B. in Form einer Scheibe, eine erhebliche Kapazität und Standzeit aufweist. Daher eignet sich ein Rotguss mit einer porösen, gaspermeablen Oberfläche für das genannte Verfahren besonders gut, insbesondere als Schüttung, Packung, Drahtgewebe, Folie oder als Sinterscheibe.Basically suitable as converter materials for the process according to the invention, which is carried out as set out with the devices according to the invention, metals or a metal alloy from the group copper, zinc, tin, lead. Especially of gunmetal CuSn7ZnPb, (material designation RG7 material number 2.1090) was shown to be in the form of a bed or as a sintered material with a large surface area, eg. B. in the form of a disc, has a considerable capacity and durability. Therefore, a gunmetal with a porous, gas-permeable surface for the said method is particularly suitable, in particular as a bed, packing, wire mesh, foil or as a sintered disc.

Die Standzeit hängt nicht von der Quecksilberdosis sondern von der Chlorwasserstoffdosis ab. Chlorwasserstoff wird den zu verdampfenden Lösungen zur Stabilisierung zugegeben und hat im Allgemeinen etwa die tausendfache Konzentration gegenüber Quecksilber. Da dieses Konvertermaterial relativ preiswert ist und sich gut in poröser Struktur herstellen lässt, ist ein regelmäßiger Austausch nach vorgegebener Chlorwasserstoffdosis ohne weiteres möglich.The service life does not depend on the mercury dose but on the hydrogen chloride dose. Hydrogen chloride is added to the solutions to be evaporated for stabilization and generally has about a thousand times the concentration of mercury. Since this converter material is relatively inexpensive and can be produced well in a porous structure, a regular replacement after a given hydrogen chloride dose is readily possible.

Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.The invention is not limited to one of the above-described embodiments, but can be modified in many ways. All of the claims, the description and the drawings resulting features and advantages, including design details, spatial arrangements and method steps may be essential to the invention both in itself and in various combinations.

Claims

A process for producing a gas-vapor mixture containing ionic mercury (Hg, ion) and elemental mercury (Hg, el), comprising the steps of: - dividing a gas-vapor mixture stream containing ionic mercury (Hg, ion) after leaving one Evaporator ( 5 . 35 ) into a first partial flow (T1) and into a second partial flow (T2), - transfer of the first partial flow (T1) into a converter ( 21 . 31 ), - contacting the first partial flow (T1) with one in the converter ( 21 . 31 ) comprising the first substream (T1) containing elemental mercury (Hg, el) with the second substream (T2) containing ionic mercury (Hg, ion) downstream of the converter ( 21 . 31 ), - converting the gas-vapor mixture containing ionic mercury (Hg, ion) and elemental mercury (Hg, el) into a consumer device ( 11 ).

A method according to claim 1, characterized in that the first partial flow (T1) before and / or after the converter ( 21 . 31 ) is adjustable and / or regulated.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the second partial flow (T2) of a restriction device ( 10 ) is supplied.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the catalyst during the conversion reaction to a temperature in the range of 100 ° C to 500 ° C, preferably in the range of 120 ° C to 250 ° C, heated.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the catalyst is a copper-containing catalyst compound, in particular a gunmetal.

Apparatus for producing a gas-vapor mixture containing ionic mercury (Hg, ion) and elemental mercury (Hg, el), in particular for carrying out the process according to one of claims 1 to 5, with an evaporator ( 5 . 35 ), whose evaporator chamber with an evaporator outlet ( 8th . 38 ), - with a first branch ( 8th'' ), by means of one of the evaporator ( 5 . 35 ) into the evaporator outlet line ( 8th . 38 ) converted into a first partial flow (T1) and into a second partial flow (T2) can be divided, - with a converter ( 21 . 31 ), suitable for the representation of elemental mercury (Hg, el), which is equipped with a converter outlet line ( 9 . 39 ), - wherein the converter ( 21 . 31 ) so with the branching ( 8th'' ) of the evaporator outlet line ( 8th . 38 ) is in flow communication that the first partial flow (T1) of the gas-steam flow into the converter ( 21 . 31 ) is convertible, and - wherein the converter outlet line ( 9 . 39 ) in a second branch ( 9 '' . 39 '' ), which corresponds to that of the converter ( 21 . 31 ) into the converter outlet line ( 9 . 39 ) transferred first partial stream (T1) and the second partial stream (T2) of the gas-vapor stream to the gas-vapor mixture.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the evaporator ( 5 ) Component of a dosing evaporator system ( 1 ).

Apparatus according to claim 7, characterized in that the dosing evaporator system ( 1 ) at least one metering pump ( 3 ), a gas flow regulator ( 4 ) and the evaporator ( 5 ) having.

Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the dosing evaporator system ( 1 ) is capable of providing a gas-vapor mixture having a temperature in the range of 160 ° C to 200 ° C, preferably 180 ° C.

Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the converter ( 21 . 31 ) is heated.

Device according to claim 10, characterized in that the converter ( 21 . 31 ) has a metal or a metal alloy from the group copper, zinc, tin, lead as a catalyst.

Apparatus according to claim 11, characterized in that the metal alloy is a gunmetal.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the red brass has a porous gas-permeable surface.

Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the catalyst as a bed, packing, wire mesh, foil or sintered material in the converter ( 21 . 31 ) is present.

Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the converter ( 21 . 31 ) Component of a generator ( 2 ).

Device according to claim 15, characterized in that the generator ( 2 ) at least one gas cooler ( 22 ), a gas flow regulator ( 23 ) and the converter ( 21 . 31 ) having.

Device according to claim 16, characterized in that the converter ( 21 . 31 ), the gas cooler ( 22 ) and the gas flow regulator ( 23 ) are connected in series.

Device according to one of claims 16 or 17, characterized in that the converter ( 21 . 31 ), the gas cooler ( 22 ) and the gas flow regulator ( 23 ) via the converter outlet line ( 9 . 39 ) are in fluid communication.

Device according to one of claims 15 to 18, characterized in that the converter ( 21 . 31 ) has an inlet opening into which the first branch ( 8th'' ) opens.

Device according to one of claims 16 to 19, characterized in that the gas flow regulator ( 23 ) has an outlet opening, which via the converter outlet ( 9 . 39 ) into the second branch ( 9 '' . 39 '' ) opens.

Device according to one of claims 6 to 20, characterized in that in the evaporator outlet ( 8th ) downstream of a restriction device ( 10 ) is provided, suitable for throttling the second partial flow (T2).

Device according to claim 21, characterized in that the restriction device ( 10 ) between the first branch ( 8th'' ) and the second branch ( 9 '' . 39 '' ) is arranged.

Device according to claim 21 or 22, characterized in that the restriction device ( 10 ) is a heated capillary.

Device according to claim 23, characterized in that the capillary ( 10 ) has a greater flow resistance than the converter ( 21 . 31 ) and / or the generator ( 2 ).

Device according to one of claims 6 to 24, characterized in that the gas-vapor mixture at least one consumer device ( 11 ) can be fed.

Device according to one of claims 6 to 25, characterized in that the evaporator ( 5 . 35 ) a gas-vapor mixture with a proportion of ionic mercury in the range of 95% to 100%, preferably in the range of 98% to 100%, for feeding into the evaporator outlet ( 8th . 38 ).

Device according to one of claims 6 to 26, characterized in that the first and / or the second branch ( 8th'' . 9 '' . 39 '' ) are formed by tees.

Device according to one of claims 6 to 27, characterized in that the evaporator ( 35 ) and the converter ( 31 ) in a common housing ( 44 ) are arranged.

Device according to claim 28, characterized in that the housing ( 44 at least a removal opening for replacing the converter ( 31 ) and / or the catalyst.

Use of a gunmetal catalyst in an apparatus for producing a gas-vapor mixture containing ionic and elemental mercury according to any one of claims 6 to 29.