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DE10302978A1 - Sorptionsmittel und Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus einem schwermetallhaltigen Gas - Google Patents

Sorptionsmittel und Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus einem schwermetallhaltigen Gas Download PDF

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DE10302978A1
DE10302978A1 DE10302978A DE10302978A DE10302978A1 DE 10302978 A1 DE10302978 A1 DE 10302978A1 DE 10302978 A DE10302978 A DE 10302978A DE 10302978 A DE10302978 A DE 10302978A DE 10302978 A1 DE10302978 A1 DE 10302978A1
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DE
Germany
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sorbent
carrier material
polysulfide
fixed
heavy metals
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Withdrawn
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DE10302978A
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English (en)
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Gabriele Neuroth
Wolfgang Dr. Willing
Lutz-Peter Nethe
Holger Dr. Fuchs
Ralf Dipl.-Ing. Neumann
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Donau Carbon GmbH and Co KG
Original Assignee
Donau Carbon GmbH and Co KG
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Publication date
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Abstract

Es wird ein Sorptionsmittel und ein Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus einem schwermetallhaltigen Gas beschrieben, mit denen eine bessere Abscheiderate von Schwermetallen aus schwermetallhaltigen Gasen ermöglicht wird und die auch in einem weiten Temperaturbereich anwendbar sind. Dies wird dadurch erreicht, dass das Sorptionsmittel wenigstens einen Feststoff, bestehend aus einem Trägermaterial, auf dem wenigstens ein Polysulfid fixiert ist, enthält und bei dem Verfahren, bei dem das schwermetallhaltige Gas mit einem Soptionsmittel in Kontakt gebracht wird, wenigstens ein Feststoff, bestehend aus einem Trägermaterial, auf dem wenigstens ein Polysulfid fixiert ist, eingesetzt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sorptionsmittel zur Entfernung von Schwermetallen aus einem schwermetallhaltigen Gas sowie ein entsprechendes Verfahren, bei dem das schwermetallhaltige Gas mit einem Sorpionsmittel in Kontakt gebracht wird.
  • Bei einer Vielzahl technischer Prozesse, bspw. bei der Pyrolyse von Abfällen sowie der Herstellung von Pharmazeutika und Lebensmittel, entstehen Gase, welche beträchtliche Mengen an Schwermetallen, wie Quecksilber, Cadmium und/oder dgl., enthalten. Um die Umweltbelastungen durch derartige Prozesse so gering wie möglich zu halten und die geltenden Abgasgrenzwerte einzuhalten, müssen diese Gase vor der Ableitung in die Atmosphäre aufgereinigt werden.
  • Zur Abscheidung von Schwermetallen aus Abgasen werden derzeit insbesondere Festbettfilter- und Flugstromverfahren eingesetzt. Während bei den erstgenannten Verfahren die aufzureinigenden Gase durch sorptionsmittelhaltige Feststofffilter geleitet werden, werden bei dem letztgenannten Verfahren die Schwermetalle absorbierenden Substanzen direkt in den Gasstrom eingedüst. Unter einem Sorptionsmittel wird dabei ein Stoff verstanden, der wenigstens eines der folgenden Merkmale erfüllt, nämlich der die abzuscheidenden Metalle chemisorptiv, durch chemische Umsetzung mit dem Sorptionsmittel, adsorptiv und/oder absorptiv an das Sorptionsmittel bindet. Als Sorptionsmittel wird üblicherweise eine Mischung aus Aktivkohle und Schwefel oder auch mit Schwefel imprägnierte Aktivkohle verwendet.
  • Aus der DE 43 39 072 A1 ist ein Verfahren zur Abtrennung von Quecksilber und Quecksilberverbindungen aus heißem, Schwefelverbindungen enthaltendem Abgas bekannt, bei dem als Sorptionsmittel Aktivkohle oder Herdofenkoks, jeweils ohne Schwefelimprägnierung, im Gemisch mit einem gegenüber den im Abgas enthaltenen Schwefelverbindungen chemisch inerten Feststoff, vorzugsweise Kalksteinmehl, eingesetzt wird. Auf diese Weise kann auf die Verwendung von schwefelimprägnierter Aktivkohle, welche gegenüber herkömmlicher Aktivkohle vergleichsweise teuer ist, verzichtet werden. Während die Aktivkohle zusammen mit den im Abgas enthaltenen Schwefelverbindungen eine Sorption des Quecksilbers an der Aktivkohle bewirkt, soll durch den gegenüber den Schwefelverbindungen chemisch inerten Feststoff der Zündpunkt der Mischung erhöht werden. Mit diesem Verfahren sollen bis zu 95 % des in dem aufzureinigenden Gas enthaltenen Quecksilber abgetrennt werden können. Allerdings ist diese Abscheiderate für die meisten Anwendungen nicht ausreichend groß genug. Ein weiterer Nachteil des Verfahrens besteht darin, dass dessen Anwendbarkeit auf Schwefelverbindungen enthaltende Abgase begrenzt ist.
  • In der DE 44 37 781 A1 wird ein Verfahren zum Entfernen von Quecksilber aus staubhaltigen, quecksilberhaltigen Abgasen offenbart, bei dem in das aufzureinigende Gas eine wässrige Natriumtetrasulfidlösung eingesprüht wird. Das aus Natriumtetrasulfid und Quecksilber entstehende Quecksilbersulfid wird aus dem Gas mittels eines Staubfilters, vorzugsweise einem Gewebefilter, abgeschieden. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass eine bestimmte Staubkonzentration in dem Gasstrom eingestellt werden muss, um eine nennenswerte Abscheidung von Quecksilber zu erreichen. Ferner sind auch die mit diesem Verfahren erzielten Abscheideraten von etwa 95 % verbes serungsbedürftig. Nach den derzeit geltenden Vorschriften, wie die „Technische Anleitung Luft", werden Grenzwerte für die Emission von Schwermetallen gefordert, die mit dem hier genannten Abscheidegrad von 95% nicht erreichbar sind.
  • Schließlich ist aus der US 4,500,327 ein Sorptionsmittel zur Entfernung von Quecksilberdampf aus quecksilberhaltigem Gas bekannt, enthaltend Aktivkohle, auf deren Oberfläche wenigstens zwei verschiedenen Verbindungen aufgebracht sind, wobei die wenigstens zwei Verbindungen aus jeweils einer verschiedenen der drei Gruppen, von denen die erste aus Schwefel, die zweite aus Ammonium- und bestimmten Metallsulfaten sowie -nitraten und die dritte aus Ammonium- sowie bestimmten Alkalimetalliodiden, -bromiden sowie oxidierten -iodiden und -bromiden besteht, ausgewählt sind. Nach der Erkenntnis dieser Offenbarung sollen diese Sorptionsmittel mit wenigstens zwei Verbindungen aus jeweils zwei verschiedenen der vorstehend genannten Gruppen eine höhere Abscheiderate von Quecksilber aus quecksilberhaltigen Gasen aufweisen als Sorptionsmittel mit einer oder mehreren Verbindungen aus nur einer der genannten Gruppen. Je nach Kombination und quantitativem Verhältnis der wenigstens zwei Verbindungen sollen diese Sorptionsmittel eine Abscheiderate nach 5 Stunden von 80 bis 100 % ermöglichen. Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, dass zwei verschiedene Verbindungen in einem bestimmten quantitativen Verhältnis zueinander auf das Trägermaterial aufgebracht werden müssen, was insgesamt einen aufwendigen und in Abhängigkeit von den gewählten Verbindungen unverhältnismäßig teuren Herstellungsprozess erfordert.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Sorptionsmittel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 zur Verfügung zu stellen, welche gegenüber den bekannten Mitteln und Verfahren eine bessere Abscheiderate von Schwermetallen aus schwermetallhaltigen Gasen ermöglichen, einfacher und/oder kostengünstiger sind und insbesondere in einem weiten Temperaturbereich anwendbar sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Sorptionsmittel der Zusammensetzung gemäß dem Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
  • Überraschenderweise ermöglichen die erfindungsgemäßen Sorptionsmittel eine Entfernung von Schwermetallen aus entsprechenden schwermetallhaltigen Gasen von mehr als 99 %. Insbesondere haben sich die erfindungsgemäßen Sorptionsmittel zur Abscheidung von Quecksilber aus quecksilberhaltigen Gasen als geeignet erwiesen, wobei nicht nur metallisches, sondern auch ionisches Quecksilber in hohen Raten abgeschieden wird. Die Sorptionsmittel sind jedoch auch zur Entfernung anderer Schwermetalle, wie Cadmium oder dergl., aus entsprechenden Gasen verwendbar. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Sorptionsmittel, insbesondere gegenüber denjenigen Sorptionsmitteln, welche mit elementarem Schwefel imprägniert/dotiert sind, liegt darin, dass sie in einem weiten Temperaturbereich und insbesondere auch bei hohen Temperaturen, bei denen bereits elementarer Schwefel von dem Trägermaterial der bekannten schwefelhaltigen Sorptionsmittel desorbiert wird und in elementarer oder oxidierter Form in die Umwelt gelangt, eingesetzt werden können. Zur Vermeidung der Emission sind bei den bekannten Sorptionsmitteln weitere Verfahrensschritte erforderlich. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Sorptionsmittel liegt in deren einfacher und kostengünstiger Herstellbarkeit in nur einem Dotierungsschritt.
  • Erfindungsgemäß besteht der wenigstens eine Feststoff des Sorptionsmittels aus einem Trägermaterial, auf dem wenigstens ein Polysulfid fixiert ist. Unter Polysulfid im Sinne der vorliegenden Erfindung werden Verbindungen der allgemeinen Formel KSx verstanden, wobei K ein beliebiges Kation und x eine ganze Zahl größer 1 bedeutet. Fixiert im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass das Polysulfid bzw. die Polysulfide auf der Oberfläche des Trägermaterials aufgebracht und mit dieser, bspw. durch Sorption, durch chemische Bindung oder andere Kräfte verbunden sind.
  • Prnzipiell können ein Polysulfid oder mehrere verschiedene Polysulfide auf dem Trägermaterial des Sorptionsmittels fixiert sein, wobei ein auf dem Trägermaterial fixiertes Polysulfid aufgrund der einfachen Herstellbarkeit bevorzugt ist.
  • Vorzugsweise ist das auf dem Trägermaterial fixierte Polysulfid aus der Gruppe ausgewählt, welche aus Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium-, Cäsium-, Calcium-, Magnesium-, Barium-, Ammonium- und organischen Aminpolysulfiden besteht. Prinzipiell kann aber auch jedes andere dem Fachmann bekannte Polysulfid eingesetzt werden.
  • Gute anwendungstechnische Eigenschaften werden erzielt, wenn auf dem Trägermaterial des Sorptionsmittels zwischen 0,5 und 50 Gew.-%, bevorzugt zwischen 1 und 20 Gew.-% eines oder mehrerer Polysulfide, bezogen auf das Gesamtgewicht aus Trägermaterial und Polysulfid, fixiert sind.
  • In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, ein poröses Trägermaterial einzusetzen. Auf diese Weise werden Sorptionsmittel mit einer hohen Kapazität mit einer gleichzeitig hohen Abscheiderate erhalten. Das Trägermaterial weist dabei erfindungsgemäß eine BET Oberfläche von 100 bis 2.000 m2/g und bei einer bevorzugten Ausführungsform von 500 bis 800 m2/g auf.
  • Prinzipiell kann jede dem Fachmann als Trägermaterial geeignete Substanz verwendet werden. Sorptionsmittel mit besonders guten anwendungstechnischen Eigenschaften werden jedoch erhalten, wenn das Trägermaterial Bims, Ton, Aktivkohle oder eine Mischung aus zwei oder mehreren der vorgenannten Substanzen ist.
  • Vorzugsweise beträgt die Korngröße des Trägermaterials zwischen 1 μm und 10 mm, bevorzugt zwischen 10 μm und 40 μm sowie zwischen 2 mm und 5 mm.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das Sorptionsmittel aus nur einem Feststoff aus einem Trägermaterial, auf dem ein Polysulfid oder mehrere Polysulfide fixiert sind.
  • Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Sorptionsmittel neben einem Feststoff aus einem Trägermaterial, auf dem ein Polysulfid oder mehrere Polysulfide fixiert sind, noch wenigstens einen weiteren Feststoff. Dieser weitere Feststoff kann wiederum aus einem Trägermaterial bestehen, auf dem ein Polysulfid oder mehrere Polysulfide fixiert sind, wobei das Trägermaterial und/oder die darauf fixierten Polysulfide von denen des ersten Feststoffs verschieden sind. Bevorzugt ist jedoch ein weiterer Feststoff, welcher nur aus einem Trägermaterial ohne darauf fixierten Polysulfiden oder aus einem Inertmaterial besteht. Als Inertmaterial eignen sich insbesondere hydrophobe Materialien, bspw. silikatisches Gestein, Lava, Schlacken, Verglasungsrückstände oder Feinkies. Derartige und für das erfindungsgemäße Sorptions mittel geeignete Inertmaterialien sind bspw. in der EP 0 808 650 B1 beschrieben, die hiermit als Referenz eingeführt und als Teil der Offenbarung gilt.
  • Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Sorptionsmittels werden bspw. das Polysulfid bzw. die Polysulfide als Lösung auf das Trägermaterial gesprüht. Der Prozess wird bei Raumtemperatur durchgeführt, um die unerwünschte Freisetzung von gasförmigen Produkten zu minimieren. Ein anschließendes Erhitzen zum Trocknen des Sorptionsmittels ist nur erforderlich, wenn durch das Auftragen der sulfidischen Komponente(n) der Wassergehalt des Sorptionsmittels zu stark erhöht wird.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus einem schwermetallhaltigen Gas, bei dem das schwermetallhaltige Gas mit einem Sorptionsmittel in Kontakt gebracht wird, bei dem ein wenigstens einen Feststoff, bestehend aus einem Trägermaterial, auf dem wenigstens ein Polysulfid fixiert ist, enthaltendes Sorptionsmittel eingesetzt wird.
  • Überraschenderweise wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine hohe Abscheiderate an Schwermetallen aus entsprechenden schwermetallhaltigen Gasen erzielt, die üblicherweise mehr als 99 % beträgt. Insbesondere eignet sich das Verfahren zur Abscheidung von Quecksilber aus quecksilberhaltigen Gasen, wobei nicht nur metallisches, sondern auch ionisches Quecksilber in hohen Raten von mehr als 99 % abgeschieden wird. Aufgrund der hohen Abscheideraten kann auf eine zweite Reinigungsstufe, wie diese bei den derzeit bekannten Verfahren regelmäßig vorgesehen ist, verzichtet werden. Indem auf Trägermaterialien fixierte Polysulfide eingesetzt werden, kann das Sorptionsmaterial ohne Einbußen an Wirksamkeit rezirkuliert und gleichzeitig auf das Einsprühen von Schwefelverbindungen in die Gasphase verzichtet werden. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass keine Schwefelverbindungen in die Umwelt gelangen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere gegenüber denjenigen, bei denen mit elementarem Schwefel imprägnierte/ dotierte Sorptionsmittel eingesetzt werden, liegt darin, dass dieses in einem großen Temperaturbereich und insbesondere auch bei hohen Temperaturen, bei denen bereits elementarer Schwefel von dem Trägermaterial der bekannten schwefelhaltigen Sorptionsmittel desorbiert und in die Umwelt gelangt, durchgeführt werden können. Auch dadurch wird zuverlässig sichergestellt, dass keine Schwefelverbindungen in die Umwelt gelangen.
  • Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren als Festbettverfahren oder Flugstromverfahren durchgeführt. Während bei der erstgenannten Verfahrensführung das Sorptionsmittel in einen Absorber oder dergl. eingebracht und das aufzureinigende Gas durch den Absorber geströmt wird, wird bei der zweitgenannten Verfahrensführung das Sorptionsmittel in den Gasstrom eingebracht und das eingebrachte Sorptionsmittel zusammen mit den abgeschiedenen Schwermetallverbindungen nach einer vorbestimmten Reaktionsstrecke in einem Filter aus dem Gasstrom abgetrennt. Bei der letztgenannten Verfahrensführung wird das Sorptionsmittel vorzugsweise als Pulver mit einer Korngröße von 1 μm bis 200 μm und besonders bevorzugt mit einer Korngröße von 10 μm bis 40 μm in den aufzureinigenden Gasstrom eingebracht. Abgesehen von diesen beiden Verfahrensführungen kann das Sorptionsmittel selbstverständlich auch auf jede andere dem Fachmann bekannte Weise mit dem Gasstrom in Kontakt gebracht werden.
  • Grundsätzlich können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Sorptionsmittel mit einem oder mehreren verschiedenen auf dem Trägermaterial fixierten Polysulfiden eingesetzt werden, wobei Sorptionsmittel mit einem auf dem Trägermaterial fixiertem Polysulfid aufgrund deren einfachen Herstellbarkeit bevorzugt werden.
  • Vorzugsweise ist das auf dem Trägermaterial fixierte Polysulfid aus der Gruppe, welche aus Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium-, Cäsium-, Calcium-, Magnesium-, Barium-, Ammonium- und organischen Aminpolysulfiden besteht, ausgewählt. Prinzipiell können aber auch Sorptionsmittel mit anderen dem Fachmann bekannten Polysulfiden eingesetzt werden.
  • Gute Ergebnisse, insbesondere hohe Abscheideraten werden erzielt, wenn ein Sorptionsmittel mit 0,5 bis 50 Gew.-% und insbesondere mit 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aus Trägermaterial und Polysulfid, eines oder mehrerer auf dem Trägermaterial fixierten Polysulfiden eingesetzt werden.
  • In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, ein Sorptionsmittel mit einem porösen Trägermaterial einzusetzen, da diese Sorptionsmittel eine hohen Kapazität aufweisen. Bevorzugt wird dabei ein Trägermaterial mit einer BET Oberfläche von 100 bis 2.000 m2/g und insbesondere mit einer BET Oberfläche von 500 bis 800 m2/g.
  • Prinzipiell kann jede dem Fachmann als Trägermaterial geeignete Substanz verwendet werden. Sorptionsmittel mit besonders guten anwendungstechnischen Eigenschaften werden jedoch erhalten, wenn das Trägermaterial Bims, Ton, Aktivkohle oder eine Mischung aus zwei oder mehreren der vorgenannten Substanzen ist.
  • Vorzugsweise liegt der Bereich der Korngrößen des Trägermaterials zwischen 1 μm und 10 mm. Besonders bevorzugte Korngrößen liegen zwischen 1 μm und 200 μm und ganz besonders bevorzugte Korngrößen liegen zwischen 10 μm und 40 μm sowie zwischen 2 mm und 5 mm.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden für das Verfahren Sorptionsmittel aus nur einem Feststoff aus einem Trägermaterial, auf dem ein Polysulfid oder mehrere Polysulfide fixiert sind, eingesetzt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform können auch Sorptionsmittel eingesetzt werden, welche neben einem Feststoff aus einem Trägermaterial, auf dem ein Polysulfid oder mehrere Polysulfide fixiert sind, noch wenigstens einen weiteren Feststoff enthalten. Dieser weitere Feststoff kann wiederum aus einem Trägermaterial bestehen, auf dem ein Polysulfid oder mehrere Polysulfide fixiert sind, wobei das Trägermaterial und/oder die darauf fixierten Polysulfide von denen des ersten Feststoffs verschieden sind. Bevorzugt ist jedoch ein weiterer Feststoff, welcher nur aus einem Trägermaterial ohne darauf fixierten Polysulfiden oder aus einem Inertmaterial besteht.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von den Erfindungsgedanken demonstrierenden, diesen jedoch nicht einschränkenden Beispielen erläutert:
    •
  • Beispiel 1
  • Aktivkohle mit einer BET-Oberfläche von 800 m2/g, auf der 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der dotierten Aktivkohle, Natriumtetrasulfid fixiert war, wurde in einen Absorber eingebracht. Die Ausdehnung der Schicht aus Sorptionsmittel in dem Absorber betrug etwa 60 cm. Diese Schicht wurde mit einem 1.000 μg/m3 Quecksilber enthaltenden heißen Gas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 30 cm/sec durchströmt. Die Temperatur des Absorbers lag aufgrund der heißen Gase bei ca. 140 °C.
  • Am Ausgang des Absorbers betrug der Quecksilbergehalt des aufgereinigten Gases deutlich weniger als 10 μg/m3, entsprechend einer Abscheiderate an Quecksilber in dem Absorber von deutlich mehr als 99 %.
  • Beispiel 2
  • Ein Sorptionsmaterial bestehend aus einem Trägermaterial aus einem Gemisch aus Ton und Bims in einem Gewichtsverhältnis von 50:50 mit 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Sorptionsmittels, daran fixierten Natriumtetrasulfids wurde in einen Absorber eingebracht, wobei die Ausdehnung der Schicht aus Sorptionsmittel etwa 60 cm betrug. Diese Schicht wurde mit einem 500 μg/m3 Quecksilber enthaltenden Gas mit einer Temperatur von etwa 40 °C mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 30 cm/sec durchströmt.
  • Am Ausgang des Absorbers betrug der Quecksilbergehalt des aufgereinigten Gases deutlich weniger als 5 μg/m3, entsprechend einer Abscheiderate an Quecksilber in dem Absorber von mehr als 99 %.
  • Die Beispiele 2 und 3 zeigen, dass nicht nur mit Aktivkohle, sondern auch mit anderen Trägermaterialien gute Abscheideraten an Quecksilber erzielt werden können.
  • Beispiel 3
  • Aktivkohle mit daran fixiertem Natriumtetrasulfid gemäß Beispiel 1 wurde mit Bims als Intermaterial in einem Gewichtsverhältnis von 50:50 gemischt und in einer Schichtdicke von etwa 60 cm in einen Absorber eingebracht. Der Absorber wurde mit einem 400 μg/m3 Quecksilber enthaltenden 220 °C heißen Gas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 30 cm/sec durchströmt.
  • Am Ausgang des Absorbers betrug der Quecksilbergehalt des aufgereinigten Gases weniger als 4 μg/m3, entsprechend einer Abscheiderate an Quecksilber in dem Absorber von mehr als 99 %. Durch die Vermischung mit einem Inertmaterial konnte die Brandlast verringert werden.
  • Beispiel 4
  • Aktivkohle mit daran fixiertem Natriumtetrasulfid gemäß Beispiel 1 wurde zu einem Pulver mit einer Korngröße von etwa 40 μm zermahlen und in einer Menge von 5 g/m3 in einen 200 μg/m3 Quecksilber enthaltenden Gasstrom eingebracht. Nach einer Strecke von 10 m wurden der Gasstrom zur Abtrennung der enthaltenen Feststoffe durch einen Filter geführt.
  • Nach dem Filter betrug der Quecksilbergehalt des aufgereinigten Gases weniger als 20 μg/m3, entsprechend einer Abscheiderate an Quecksilber von mehr als 90 %.
  • Dieses Beispiel zeigt, dass sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur im Festbettverfahren, sondern auch im Flugstromverfahren hohe Abscheideraten erzielen lassen.
  • Beispiel 5
  • Aktivkohle mit daran fixiertem Natriumtetrasulfid gemäß Beispiel 1 wurde in einem Festbett von einem 150 μg/m3 Cadmium enthaltenden 200 °C heißen Gas durchströmt. Nach einer Strecke von 60 cm betrug der Cadmiumgehalt des aufgereinigten Gases weniger als 30 μg/m3, entsprechend einer Abscheiderate an Cadmium von mehr als 80 %.
  • Beispiel 6
  • In einem Großadsorber wurde das Festbettverfahren mit dem Sorptionsmittel gemäß Beispiel 1 eingesetzt. Die behandelten Gasvolumina lagen bei 1,5 Mio. Nm3/h (f) mit einem Quecksilbergehalt von etwa 1000 μg/Nm3 (f). Nach Durchströmen des Sorptionsmittels, das mit einer Schichtstärke von 100 cm eingesetzt wurde, betrug der Quecksilbergehalt weniger als 30 μg/Nm3 (tr).

Claims (20)

  1. Sorptionsmittel zur Entfernung von Schwermetallen aus einem schwermetallhaltigen Gas, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel wenigstens einen Feststoff, bestehend aus einem Trägermaterial, auf dem wenigstens ein Polysulfid fixiert ist, enthält.
  2. Sorptionsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Polysulfid aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium-, Cäsium-, Calcium-, Magnesium-, Barium-, Ammonium- und organischen Aminpolysulfiden besteht.
  3. Sorptionsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Trägermaterial 0,5 bis 50 Gew.-%, insbesondere 1 bis 20 Gew.-% wenigstens eines Polysulfids, bezogen auf das Gesamtgewicht aus Trägermaterial und Polysulfid, fixiert sind.
  4. Sorptionsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial porös ist.
  5. Sorptionsmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial eine BET Oberfläche von 100 bis 2.000 m2/g, insbesondere von 500 bis 800 m2/g aufweist.
  6. Sorptionsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial Bims, Ton, Aktivkohle oder eine Mischung aus zwei oder mehreren der vorgenannten Substanzen ist.
  7. Sorptionsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße des Trägermaterials zwischen 1 μm und 10 mm, insbesondere zwischen 10 μm und 40 μm sowie zwischen 2 mm und 5 mm beträgt.
  8. Sorptionsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorpionsmittel neben dem Feststoff aus einem Trägermaterial wenigstens einen weiteren Feststoff enthält.
  9. Sorptionsmittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine weitere Feststoff ein Trägermaterial, auf dem kein Polysulfid fixiert ist, und/oder ein Inertmaterial ist.
  10. Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus einem schwermetallhaltigen Gas, bei dem das schwermetallhaltige Gas mit einem Sorptionsmittel in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein wenigstens einen Feststoff, bestehend aus einem Trägermaterial, auf dem wenigstens ein Polysulfid fixiert ist, enthaltendes Sorptionsmittel eingesetzt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es als Festbettverfahren oder Flugstromverfahren durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Polysulfid aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium-, Cäsium-, Calcium-, Magnesium-, Barium-, Ammonium- und organischen Aminpolysulfiden besteht.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Trägermaterial 0,5 bis 50 Gew.-%, insbeson dere 1 bis 20 Gew.-% wenigstens eines Polysulfids, bezogen auf das Gesamtgewicht aus Trägermaterial und Polysulfid, fixiert ist.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial porös ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial eine BET Oberfläche von 100 bis 2.000 m2/g aufweist.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial Bims, Ton, Aktivkohle oder eine Mischung aus zwei oder mehreren der vorgenannten Substanzen ist.
  17. Sorptionsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße des Trägermaterials zwischen 1 μm und 10 mm beträgt.
  18. Sorptionsmittel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße des Trägermaterials zwischen 1 μm und 200 μm, insbesondere zwischen 10 μm und 40 μm sowie zwischen 2 mm und 5 mm beträgt.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren neben dem wenigstens einen Feststoff wenigstens einen weiteren Feststoff enthält.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine weitere Feststoff ein Trägermateral, auf dem kein Polysulfid fixiert ist, und/oder ein Inertmaterial ist.
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