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  Nox-Entfernung aus Abluft  
   Abfallfreies Verfahren zur Werkstoffrückgewinnung aus Abluft
1. Prozeßbeschreibung
3. DGE-Rückgewinnungsprozeß
4. Anwendungsbeispiel
5. Literatur
2. Reinigungsverfahren :
In den folgenden Punkten werden ausschließlich die Verfahren alkalische Wäsche und sauere Wäsche zur Salpetersäurerückgewinnung betrachtet.
2.1 Alkalische Wäsche :
NOx-haltige Abgase werden oft durch alkalische Wäsche mit Natronlauge, Kalialuge oder einem Gemisch mit Wasserstoffperoxid gereinigt. Diese Verfahrensweise hat eine hohe Salzfracht für das zu entsorgende Abwasser zu Folge. Bei der alkalischen Wäsche mit NaOH treten z.B. folgende Reaktionen auf:
(4) 2 NO2 + 2 NaOH « NaNO3 + NaNO2 + H2O + 55.400 cal
(5) NO + NO2 + 2 NaOH « 2 NaNO2 + H2O + 45.100 cal
(6) 2 N2O3 + 2 NaOH « 2 NaNO2 + H2O + 35.500 cal
Zusätzlich muß bei diesen Reaktionen noch die Bildung von Salpetersäure, bzw. Salpetriger Säure, sowie die Neutralisationswärmen dieser Säuren durch die Alkalien wie folgt berücksichtigt werden
(7) NaOH . 100 H2O + HNO3 . 100 H2O + 13.840 cal
(8) NaOHl + HNO2,l + 11.100 cal
2.2 Salpetersäurerückgewinnung :
Bei Salpetersäurerückgewinnung laufen sehr komplexe, sich überlagernde, Reaktionen ab, die eine Auslegung und Verfahrensfestlegung sehr schwierig gestalten. Für die unterschiedlichen Komponenten kann folgendes Reaktionsschema angenommen werden:
(9) 3 NO2 + H2O « 2 HNO3 + NO D HR = + 32.530 cal
(10) N2O4 + H2O « HNO3 + NHO2 D HR = + 14.130 cal
(10a) 3 N2O4 + 2 H2O « 4 HNO3 + 2 NO
(11) N2O3 + H2O « 2 NHO2 D HR = + 13.300 cal
(12) 3 HNO2 « HNO3 + 2 NO

+

 H2O D HR = - 18.130 cal

Werden die Prozeßbedingungen so eingestellt, daß die Mengen an N2O3 gering sind und vernachlässigt werden können, so wird die Berechnung oft nach Gl.(9) vorgenommen. Dies zeigt, daß bei der Bildung von Salpetersäure 1,5 mal so viel Sauerstoff oxidiert werden muß als er für einen Zyklus benötigt wird.

Dies ist auch der Fall, wenn die Bildung der Salpetersäure über die Gleichungen (10) oder (10a) betrachtet wird. Dies zeigt, daß bei der Salpetersäurerückgewinnung die Gl.(1) mit dem rückgebildetem NO den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt darstellt. Dies ist insbesondere für die Realisierung und Einhaltung kleiner NOx-Restkonzentrationen wichtig.
2.2.1 Verfahren zur Reaktionsbeschleunigung der NO-Oxidation

(13)               2NO          +       3H2O2           ®        2 HNO3        +    2H2O
zeigt, daß durch diese Reaktion die Oxidationszeit von NO beschleunigt werden kann.
Die Beschleunigung des NO-Oxidation mit Wasserstoffperoxid wurde von /5,6/ umfangreich untersucht. Dabei werden gegenüber der Reaktion im System NO-NO2-H2O deutlich schnellere Reaktionsmechanismen nachgewiesen. /7/ haben ein Modell entwickelt, bei dem eine katalytische Reaktionsbeschleunigung durch die Abspaltung von Radikalen in der flüssigen Phase erfolgt. Auch /8/ haben bereits die katalytische Beschleunigung dieser Flüssigphasenreaktion nachgewiesen.
Eine katalytische Beschleunigung gegenüber der homogenen Gasphasenreaktion nach Gl. (1) wurde u.a. von /3/ erfolgreich nachgewiesen. Als Katalysatoren eignen sich z.B. spezielle Aktivkohlen, Silicagel, Molekularsiebe, Vanadin- und Chrom-Zink- Katalysatoren. Dabei wurden z.B. folgende Ergebnisse erreicht:
Prozeß Temperatur
Grd C		 Geschwindigkeitskonstante
Minute
homgene Gasphasenreaktion 25 0,66 x 106

katalytische Reaktion an Aktivkohle

25 0,6 x 109
Dies entspricht einer schnelleren Umsetzung um den Faktor 1.000. Nachteilig dabei ist bei der Verwendung von Aktivkohle und Silicagel, daß infolge des hohen Wasserdampfanteiles bei der Salpetersäureherstellung eine Katalysatorvergiftung auftritt.

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