Taupunkt von H2SO3

Wissenschaft Chemie
#1

Hallo,
es geht um feuchtes Rauchgas wier es z.B. in Braunkohlefeuerungen hinter REA (Rauschgas EntschwefelungsAnlage) auftritt.
Nach Aussage einen Kunden sollen da bis 350mg(m³ SO3 enthalten sein.
Man befürchtet, dass der Taupunkt viel höher ist als üblich.

In einem Messgerät wird das Abgas normal auf 160°C erhitzt, um Flüssigaerosole zuverlässig zu vedampfen. Das braucht man zur Staubmessung und klappt nach meiner Kenntnis bisher ohne Probleme.

Nun gibt es scheinbar eine gewisse Paranioa bei Kunden bezüglich der Temp.
Man will diese weit höher haben (bis über 220°C), weil man Angst hat, dass das SO2 sonst noch als Kondensat vorliegen könnte, welches die Messung beienflusst.

Weiß jemand über so was Bescheid? Ist die Ängstlichkeit des Kunden begründet?
Ich meine, es geht ja nicht um reines SO3, sondern immer noch um rel. hohe Verdünnungen, wo Taupunkt nach Erfahrungswissen lange nicht so hoch sein wird.
Gruß Uwi

#2

Hallo,
handelt es sich um SO2 oder um SO3 (Schwefeltrioxid) – ist mir nicht ganz klar. SO3 kann unter Bedingungen kondensieren (als Schwefelsäure) bei denen mit SO2 noch keine Kondensation eintritt.
Gruß

#3

Hallo Uwi,

Nach Aussage einen Kunden sollen da bis 350mg(m³ SO3 enthalten
sein.

frage den Kunden, wie er auf die 350 mg SO3/m3 Rauchgas gekommen ist.

Normalerweise sollte der SO3-Gehalt niedriger liegen und man mit ca. 150 °C - 160 °C für die Temperatur des Säuretaupunkts auskommen.

Gruß

Tankred

#4

Hallo,

handelt es sich um SO2 oder um SO3 (Schwefeltrioxid) – ist mir
nicht ganz klar.

Nach den techn. Fragebögen wird das unterschieden.
Es soll sich also tatsächlich um SO3 handeln.

SO3 kann unter Bedingungen kondensieren (als
Schwefelsäure) bei denen mit SO2 noch keine Kondensation eintritt.

Ja, schon klar. Deshalb wird für nasses Rauchgas auch eine rel.hohe Taupunkttemp. eben wegen Säuretaupunkt angenommen.
Dass aber die 160°C nicht ausreichen sollten, ist mir noch nicht bekannt geworden.
Gruß Uwi

#5

Hallo,

frage den Kunden, wie er auf die 350 mg SO3/m3 Rauchgas
gekommen ist.

Naja, ich kann das schlecht fragen, weil das über Vertretungen im Ausland geht.
Vor daher kommt auch die Rückfrage und die Bedenken, die offenbar durch den Kunden geschürt wurden.

Normalerweise sollte der SO3-Gehalt niedriger liegen und man
mit ca. 150 °C - 160 °C für die Temperatur des Säuretaupunkts
auskommen.

Ja, das ist auch unsere Erfahrung bisher.
Gruß Uwi

#6

SO3 kann unter Bedingungen kondensieren (als
Schwefelsäure) bei denen mit SO2 noch keine Kondensation eintritt.

Ja, schon klar. Deshalb wird für nasses Rauchgas auch eine
rel.hohe Taupunkttemp. eben wegen Säuretaupunkt angenommen.
Dass aber die 160°C nicht ausreichen sollten, ist mir noch
nicht bekannt geworden.

Vielleicht wurde mit anderen Bildungsraten für SO3 gerechnet als dem gewöhnlichen 1%- Wert. Wie überprüfst du bisher, ob 160°C bei den von dir gemessenen Abgasen ausreichend sind?

#7

Hallo,

SO3 kann unter Bedingungen kondensieren (als
Schwefelsäure) bei denen mit SO2 noch keine Kondensation eintritt.

Ja, schon klar. Deshalb wird für nasses Rauchgas auch eine
rel.hohe Taupunkttemp. eben wegen Säuretaupunkt angenommen.
Dass aber die 160°C nicht ausreichen sollten, ist mir noch
nicht bekannt geworden.

Vielleicht wurde mit anderen Bildungsraten für SO3 gerechnet
als dem gewöhnlichen 1%- Wert.

Was hat es mit diesem gewöhnlichen 1%-Wert auf sich?
Ich bin ja kein Chemiker und habe daher keine tieferen Kenntnisse diesbezüglich.

Bei der speziellen Anlage, von der ich sonst leider nichts weiter weiß, wurde auch angegeben, dass das Abgas an der Messstelle mind. 90°C haben soll.
Das ist allerdings auch nicht ganz typisch. Meist sind 60…80°C üblich.

Wie überprüfst du bisher, ob
160°C bei den von dir gemessenen Abgasen ausreichend sind?

Das sieht man an stabilen Staubmesswerten.
Sobald da Kondensat mit ins Spiel kommt, werden die Streulichtmesswerte überhöht und unplausibel.
Das wird sich dann auch bei gravimetrischen Kalibriermessungen bestätigen.
Gruß Uwi

#8

Hallo,

Naja, ich kann das schlecht fragen, weil das über Vertretungen
im Ausland geht.

wie ich annehme, stellt ihr ein Meßgerät her.
Meine Bemerkung:
„frage den Kunden, wie er auf die 350 mg SO3/m3 Rauchgas gekommen ist“
zielte auch darauf ab, ob euer Meßgerät diesen Bereich bis 350 mg SO3/m3 überhaupt abdeckt.

Falls „Nein“ dann hat der Kunde den Wert von 350 mg SO3/m3 irgendwie anders ermittelt.

Normalerweise sollte der SO3-Gehalt niedriger liegen und man
mit ca. 150 °C - 160 °C für die Temperatur des Säuretaupunkts
auskommen.

Die ca. 150 °C - 160 °C sind für etwa 60 mg SO3/m3 im Rauchgas ausreichend.

Ja, das ist auch unsere Erfahrung bisher.

dann habt ihr wahrscheinlich den Bereich bis 350 mg SO3/m3für das betreffende Meßgerät nicht validiert. Der „Vertretungen im Ausland“ schickt ihr ein zuverlässiges Originalgerät von euch und sie sollen damit beim Bedenkenträger nachmessen.

Gruß

Tankred

#9

Hallo,

wie ich annehme, stellt ihr ein Meßgerät her.

Ja, wie ich in meinem Ausgangsposting schon geschrieben hatte, aber zur Staubmessung (im feuchten Abgas).

Meine Bemerkung:
„frage den Kunden, wie er auf die 350 mg SO3/m3 Rauchgas
gekommen ist“
zielte auch darauf ab, ob euer Meßgerät diesen Bereich bis
350 mg SO3/m3 überhaupt abdeckt.

Wie schon geschrieben, messen wir das ja gar nicht.
Die Angaben kommen aus technischen Fragebögen. Diese kann man zwar hinterfragen, aber wenn der Kunde die Angaben bestätigt, dann muss man das erst mal akzeptieren.

Falls „Nein“ dann hat der Kunde den Wert von 350 mg SO3/m3
irgendwie anders ermittelt.

Ja, ob es es überhaupt ermittelt hat hat, oder nur sehr hohe Werte angibt, um auf der sicheren Seite zu sein, kann ich auch nicht sagen.

Normalerweise sollte der SO3-Gehalt niedriger liegen und man
mit ca. 150 °C - 160 °C für die Temperatur des Säuretaupunkts
auskommen.

Die ca. 150 °C - 160 °C sind für etwa 60 mg SO3/m3 im Rauchgas
ausreichend.

ok.

dann habt ihr wahrscheinlich den Bereich bis 350 mg SO3/m3für
das betreffende Meßgerät nicht validiert.

Wie oben geschrieben ist das Gerät für Staubmessung. Aber aus ca. 15 Jahren, in denen das Systerm weltweit eingesetzt wird, ist mir nicht bekannt, dass es derartige Probleme gegeben hat.
Das ist zwar aber auch kein sicherer Beweis, weil es auch immer wieder Ausnahmen gibt. Wenn in dieser Anlage entgegen üblichen Bedingungen der SO3-Gehalt tatsächlich viel höher ist, als sonst üblich, dann könnten die Bedenken ja gerechtfertigt sein. Ich kann da nur nicht so gut bewerten, da ich die chemischen Zusammenhänge zur Bildung von SO3 nicht so gut kenne.

Der „Vertretungen im
Ausland“ schickt ihr ein zuverlässiges Originalgerät von euch
und sie sollen damit beim Bedenkenträger nachmessen.

Ja, so wird das auch in den meisten Fällen gemacht. Die Meisten Kunden sind das auch in der Regel kooperativ. Nur in diesem Fall ist es wohl nicht so :smile:
Gruß Uwi

#10

Hallo,

Was hat es mit diesem gewöhnlichen 1%-Wert auf sich?
Ich bin ja kein Chemiker und habe daher keine tieferen
Kenntnisse diesbezüglich.

Bei so kleinen SO2- Anteilen liegt immer noch relativ dazu ein Riesenüberschuss an Sauerstoff vor, sodass „eigentlich“ alles SO2 unter diesen Bedingungen zu SO3 oxidiert wäre. „Eigentlich“ deswegen, weil die Reaktion gehemmt verläuft und einen Katalysator erfordert. Die Rauchgasaerosole können katalytisch wirken, sodass man „allgemein“ mit 1% Umsatz zu SO3 rechnet, was sicher irgendwo validiert ist. Vielleicht können bestimmte Aerosole katalytisch mehr SO3 bilden?! Möglicherweise kommt es bei 160°C und mehr SO3 zu Umsetzungen des an die Aerosole angelagerten SO3 und Bildung von Produkten welche die Lichtstreuung in Richtung falsch positiver Befunde beeinflussen können und bei höheren Temperaturen gibt es diesen Effekt nicht. Aber wie gesagt, Spekulation……

Gruß
Peter

#11

Hallo,

Was hat es mit diesem gewöhnlichen 1%-Wert auf sich?
Ich bin ja kein Chemiker und habe daher keine tieferen
Kenntnisse diesbezüglich.

Bei so kleinen SO2- Anteilen liegt immer noch relativ dazu ein
Riesenüberschuss an Sauerstoff vor, sodass „eigentlich“ alles
SO2 unter diesen Bedingungen zu SO3 oxidiert wäre.
„Eigentlich“ deswegen, weil die Reaktion gehemmt verläuft und
einen Katalysator erfordert. Die Rauchgasaerosole können
katalytisch wirken, sodass man „allgemein“ mit 1% Umsatz zu
SO3 rechnet, was sicher irgendwo validiert ist.

Ok, das ist eine sehr hilfreiche und interessante Information.

Vielleicht können bestimmte Aerosole katalytisch mehr SO3 bilden?!

Das ist ein guter Hinweis. Da müsste ich doch noch mal hinterfragen, ob es bei dieser speziellen Anlage Hinweise darauf gibt.

Möglicherweise kommt es bei 160°C und mehr SO3 zu Umsetzungen

Die Angaben der SO3-Konz. im Abgas beziehen sich nicht auf die 160°C, sondern eher auf die im techn. Fragebogen angegebene Gastemp. Die soll minimal 90°C sein.
Die minimale Temp. interessiert uns als Messgerätelieferant, weil wir bewerten müssen, ob die Heizleistung ausreichend ist. In diesem Fall ist die Temp. aber eher recht hoch.

Auf typisch 160°C wird ein abgesaugter Teilgasstrom nur erhitzt um eben die flüssigen Aerosolbestandteile weg zu bekommen (also das Gas muß trocken sein).
Für diesen speziellen Fall würden wir auch auf 175…180°C gehen, aber der Kunde hat Bedenken und will noch viel höher. Dafür ist das System aber gar nicht ausgelegt.

des an die Aerosole angelagerten SO3 und Bildung von Produkten
welche die Lichtstreuung in Richtung falsch positiver Befunde
beeinflussen können und bei höheren Temperaturen gibt es
diesen Effekt nicht. Aber wie gesagt, Spekulation……

Ok. Der Kunde wird solche These nicht aufstellen. Er gibt nur an, welche Bestandteile im Rauchgas an der Messstelle zu erwarten sind.

Danke noch mal für die Infos.
Gruß Uwi