AT507105A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von bei verbrennungsprozessen anfallenden abgasen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur reinigung von bei verbrennungsprozessen anfallenden abgasen Download PDFInfo
- Publication number
- AT507105A1 AT507105A1 AT0122808A AT12282008A AT507105A1 AT 507105 A1 AT507105 A1 AT 507105A1 AT 0122808 A AT0122808 A AT 0122808A AT 12282008 A AT12282008 A AT 12282008A AT 507105 A1 AT507105 A1 AT 507105A1
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- exhaust gases
- catalyst
- flow channels
- parallel
- tubes
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 75
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 25
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 21
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 claims description 7
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 10
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
- B01D53/8631—Processes characterised by a specific device
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
- B01D2258/0233—Other waste gases from cement factories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
- B01D2259/4591—Construction elements containing cleaning material, e.g. catalysts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von bei Verbrennungsprozessen anfallenden Abgasen mit einem Staubgehalt >5 g/m3 und Stickoxiden N0X, wobei die Abgase in einem Katalysator mit mehreren parallelen Durchflusskanälen katalytisch entstickt und vor dem Austritt in die Atmosphäre entstaubt werden.
Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Reinigung von bei Verbrennungsprozessen anfallenden Abgasen mit einem Staubgehalt >5 g/m3 und Stickoxiden N0X, mit einem Katalysator mit mehreren parallelen Durchflusskanälen zur katalytischen Entstickung der Abgase und zumindest einer nach dem Katalysator angeordneten Filterstufe zur Entstaubung der Abgase vor dem Austritt in die Atmosphäre.
Bei einer Reihe von Verbrennungsprozessen fallen Abgase an, welche einen hohen Staubgehalt und Stickoxide N0X enthalten.
Beispielsweise werden bei der Zementklinkerherstellung die Rohstoffe, insbesondere Kalkstein, Ton und Kieselsäure in einem Ofen zu Zementklinker gebrannt und danach vermahlen und in entsprechende Behältnisse abgefüllt. Zum Brennen der Rohstoffe werden vorzugsweise sogenannte Drehrohröfen verwendet, welche auf Temperaturen von 1350 bis 1700°C aufgeheizt werden, welche für die Zementklinkerbildung erforderlich sind. Die Rohstoffe werden üblicherweise in einem Vorwärmturm bestehend aus mehreren hintereinander angeordneten Zyklonen vorgewärmt, bevor sie in den Drehrohrofen gelangen. Die Abgase durchströmen den Produktionsprozess im Gegenstrom zum Materialfluss und werden nach dem Verlassen der letzten Zyklonwärmstufe einer Abgasreinigung zugeführt. Bei der Entstickung, die einen Teil der Abluftreinigung darstellt, wird mit sogenannten SCR (Selective Catalytic Reduction)-Katalysatoren durch Zugabe von Ammoniak bzw. Ammoniak abgebenden Verbindungen, wie z.B. Ammoniakwasser oder Harnstoff, bei optimaler Betriebstemperatur eine Spaltung der Stickoxide NOx in den Abgasen in umweltneutralen Luftstickstoff N2 und Wasser H20 erreicht. Die Abgase gelangen nach einer allfälligen Abkühlung bzw. Wärmerückgewinnung schlussendlich in eine Filterstufe, wo sie entstaubt werden, bevor sie in die Atmosphäre austreten. Die Filterstufe vor dem Austritt der Abgase in die Atmosphäre kann beispielsweise durch Elektro- oder Schlauchfilter gebildet werden.
Der relativ hohe Staubanteil der Abgase führt zu einer raschen Verstopfung der Katalysatoren, weshalb diese häufig gerei- ·· ·· ·· ···· · ·· ·· ·· ·· ···· · ··
- 2 • ·♦ nigt bzw. gewartet oder ausgewechselt werden müssen. Um die Wechselintervalle der Katalysatoren zu verlängern, werden beispielsweise Katalysatoren mit relativ großen Querschnitten der Durchflusskanäle eingesetzt. Dies erfordert jedoch wieder ein größeres Volumen für den Katalysator. Beispielsweise beschreibt die EP 863 790 Bl einen solchen Katalysator, bei dem die Durchflusskanäle einen Mindestquerschnitt von 10 mm aufweisen. Auch mit diesen Katalysatoren sind noch nicht zufriedenstellende Standzeiten des Katalysators zu erreichen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung eines oben genannten Verfahrens und einer oben genannten Vorrichtung zur Reinigung von bei Verbrennungsprozessen anfallenden Abgasen, bei dem die Standzeit des Katalysators erhöht und somit die Wartungsintervalle verlängert werden können. Das Verfahren und die Vorrichtung sollen möglichst kostengünstig durchführbar bzw. herstellbar sein. Nachteile bekannter Verfahren und Vorrichtungen sollen vermieden bzw. zumindest reduziert werden.
Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein oben genanntes Verfahren, bei dem die Abgase von oben nach unten durch den Katalysator geströmt werden und in nur einer Lage paralleler Durchflusskanäle, gebildet durch Rohre runden Querschnitts, Rohre mit einem Querschnitt mit mindestens fünf Ecken, deren Eckwinkel >90° sind, oder parallel angeordnete Platten, katalytisch entstickt werden. Durch die Durchströmungsrichtung des Katalysators von oben nach unten sowie die Verwendung nur einer Lage paralleler Durchflusskanäle, kann die Verstopfung des Katalysators verzögert werden. Durch die Verwendung derartig gestalteter Katalysatoren wird ebenfalls die Verstopfung des Katalysators durch die Staubanteile der Abgase reduziert.
Vorzugsweise werden die Abgase in nur einer Lage paralleler Durchflusskanäle mit einer Länge von mindestens 1,5 m katalytisch entstickt. Da die Verstopfung der Durchflusskanäle des Katalysators hauptsächlich zu Beginn der Durchflusskanäle jeder Lage von Durchflusskanälen stattfindet, ist es von Vorteil, nur eine Lage paralleler Durchflusskanäle zu verwenden. Um jedoch trotzdem die für die katalytische Entstickung erforderlichen Oberflächen der Durchflusskanäle zu erzielen, sind diese besonders lang ausgebildet. Um die Kosten für derartige Katalysatoren gering zu halten, weisen die Durchflusskanäle möglichst einfache ·· ·· ·· ···· · Μ • · · ·· · · ·· * m ······ · · ·· ······· ··· ······· ··· ·· ·· ·· · ··· ·· - 3 -
Geometrien auf, welche auch in einer Länge von mindestens 1,5 m relativ leicht herstellbar sind.
Vorzugsweise werden die Abgase vor der katalytischen Entsti-ckung zu 50 bis 95% grob entstaubt. Durch die Entstaubung der Abgase vor der katalytischen Entstickung kann der Staubgehalt vor Eintritt in den Katalysator entsprechend reduziert werden und dadurch die Verstopfung des Katalysators weiter verzögert werden. Andererseits kann der Aufwand durch die bewusst grobe Entstaubung gering gehalten werden. Da die Abgase nach Austritt aus dem Drehrohrofen meist relativ hohe Temperaturen von üblicherweise 350 bis 400°C aufweisen, scheiden manche Filter für eine derartige grobe Vorentstaubung, wie z.B. Schlauchfilter, aus.
Vorzugsweise werden daher die Abgase vor der katalytischen Entstickung mechanisch oder elektrisch entstaubt.
Um den Aufwand für die grobe Vorentstaubung der Abgase gering zu halten, werden die Abgase vor der katalytischen Entstickung bis zu einem Staubgehalt von 1 bis 20 g/m3 entstaubt. Diese Werte können mit relativ einfach aufgebauten Filteranlagen erreicht werden und bewirken bereits deutliche Verlängerungen der Standzeit des Katalysators, da dieser nicht so rasch verstopft wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Durchflusskanäle des Katalysators gereinigt werden. Die Reinigung kann in periodischen Abständen oder bei Bedarf, beispielsweise durch Druckluft, Schall, mechanische Abreinigung oder die Anwendung entsprechender Reinigungsflüssigkeiten, durchgeführt werden.
Nach der katalytischen Entstickung werden die Abgase vorzugsweise gekühlt. Durch diese Kühlung können für die Entstaubung der Abgase auch Filterstufen, welche nur geringere Temperaturen aushalten, wie z.B. Schlauchfilter, zum Einsatz kommen. Die bei der Abkühlung gewonnene Wärmeenergie kann zum Beheizen der Fabriksgebäude, aber auch zum Vorwärmen des Rohmaterials bei der Zementherstellung oder dgl. eingesetzt werden, wodurch die Energiebilanz verbessert werden kann.
Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch eine oben genannte Vorrichtung, wobei der Katalysator von oben nach unten von den Abgasen durchströmbar ist und der Katalysator aus nur einer Lage parallel angeordneter Durchflusskanäle besteht, welche Durchflusskanäle durch Rohre runden Querschnitts, Rohre mit einem Querschnitt mit mindestens fünf Ecken, deren Eckwinkel >90° sind, oder parallel angeordnete Platten gebildet sind. Wie bereits oben erwähnt, verstopfen derartig angeordnete und derartig ausgebildete Katalysatoren nicht so leicht, sodass deren Standzeiten erhöht werden können.
Um auch nur bei einer Lage von Durchflusskanälen im Katalysator eine ausreichende katalytische Wirkung zu erzielen, sind die Durchflusskanäle mit einer Länge von mindestens 1,5 m ausgebildet .
Vorzugsweise sind die Durchflusskanäle durch parallele Rohre runden Querschnitts oder Bündel derartiger Rohre gebildet. Rohre runden Querschnitts können auch in den oben erwähnten Längen von mindestens 1,5 m relativ einfach und kostengünstig hergestellt werden. Darüberhinaus weisen Rohre runden Querschnitts keine Ecken auf, welche ein Verstopfen der Durchflusskanäle des Katalysators wieder erleichtern würden.
Ebenso können die Durchflusskanäle durch parallele Rohre mehreckigen, insbesondere sechseckigen, Querschnitts gebildet sein. Je mehr Ecken der Querschnitt der parallelen Rohre auf-weist, desto größer sind die resultierenden Innenwinkel und desto schwieriger das Verstopfen der Durchflusskanäle aufgrund der Ecken. Allerdings steigen die Herstellungskosten mit steigender Eckzahl der mehreckigen Querschnitte auch an.
Eine weitere optimale Ausführungsform der Katalysatoren kann auch dadurch erzielt werden, dass die Durchflusskanäle durch parallele Platten gebildet sind, welche durch seitlich angeordnete Abstandhalter gehalten sind. Durch parallel angeordnete Platten können die Durchflusskanäle der Katalysatoren relativ einfach und kostengünstig hergestellt werden. Die vorzugsweise nur im Seitenbereich angeordneten Abstandhalter fördern nur zu einem geringen Teil die Verstopfung der Durchflusskanäle des Katalysators .
Die Platten können im einfachsten Fall eben ausgebildet sein.
Werden die Platten zick-zackförmig, trapezförmig oder wellenförmig ausgebildet, kann eine Vergrößerung der katalytischen Oberfläche gegenüber einer ebenen Ausführungsform der Platten bei gleicher Höhe der Durchflusskanäle erzielt werden.
Vorzugsweise ist vor dem zumindest einen Katalysator zumin- s ·· «« ·· • · · · • · « «f • · · ·
dest ein Filter zur groben Vorentstaubung zu 50 bis 95% der Abgase vorgesehen. Wie bereits oben erwähnt, können die Kosten für einen derartigen Filter aufgrund der groben Vorentstaubung relativ gering gehalten werden und dennoch die Standzeit des Katalysators deutlich weiter erhöht werden.
Der zumindest eine Filter zur Vorentstaubung kann durch einen Fliehkraftabscheider, insbesondere einen Zyklon oder Multizyklon, gebildet sein. Derartige mechanische Filter sind relativ robust und auch für Abgase höherer Temperaturen geeignet.
Ebenso kann der zumindest eine Filter zur Vorentstaubung durch ein Elektrofilter gebildet sein. Bei Elekrofiltern werden die Staubteilchen elektrisch geladen, sodass diese an einer Elektrode, der sogenannten Niederschlagselektrode, anhaften.
Durch regelmäßige Abreinigung der Staubschicht auf der Niederschlagselektrode kann der Staub aus dem Abgasstrom entfernt werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der zumindest eine Filter zur Vorentstaubung zur Reinigung der Abgase bis zu einem Staubgehalt von 1 bis 20 g/m3 ausgebildet ist. Durch eine derartige relativ geringe Vorentstaubung können die Kosten für einen solchen Filter vor dem Katalysator gering gehalten werden und zudem relativ hohe Abreinigungsintervalle für den Filter erzielt werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Einrichtung zur Reinigung des Katalysators vorgesehen. Diese Reinigungseinrichtung dient zur regelmäßigen oder bedarfsmäßigen Reinigung der Durchflusskanäle des Katalysators. Durch die erfindungsgemäß erzielten höheren Standzeiten des Katalysators ist jedoch eine Reinigung des Katalysators nur in längeren Wartungsintervallen erforderlich.
Nach dem Katalysator ist vorzugsweise eine Einrichtung zur Kühlung der vorentstaubten und entstickten Abgase vorgesehen. Durch die Kühlung der Abgase können vor deren Austritt in die Atmosphäre Filter angewendet werden, welche nur für niedrigere Abgastemperaturen geeignet sind, und darüber hinaus die Wärme der Abgase für eine bessere Engergiebilanz rückgewonnen und weiter verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Ze- ·« ·· ···· ··
·· ·· ·· - 6 - ··· ·· mentklinkerherstellung nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Anlage zur Zementklinkerherstellung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Anlage zur Zementklinkerherstellung mit einlagig ausgebildetem Katalysator; und
Fig. 4 bis Fig. 9 verschiedene Ausführungsformen der Durchflusskanäle des Katalysators.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Zementklinkerherstellung nach dem Stand der Technik. Die Vorrichtung zur Zementklinkerherstellung besteht aus einer Ofenanlage 1, insbesondere einem Drehrohrofen, in welcher die Rohstoffe zur Herstellung des Zementklinkers gebrannt werden. Üblicherweise werden die Rohstoffe in einem Vorwärmturm 2, der aus einer Vielzahl übereinander angeordneter Zyklone 3 bestehen kann, vorgewärmt. Zu diesem Zweck werden die Rohstoffe über eine Materialaufgabe 4 im Vorwärmturm 2 aufgegeben. Nach dem Gegen-stomprinzip gelangt das Rohmaterial in die Ofenanlage 1, wohingegen die Abgase A gegen den Strom des Rohmaterials durch den Vorwärmturm 2 strömen. Nach dem Vorwärmturm 2 gelangen die Abgase A, welche sowohl Stickoxide N0X als auch Staub enthalten, in einen Katalysator 5. Im Katalysator 5 werden durch entsprechend angeordnete Elemente Durchflusskanäle 6 gebildet, welche von den Abgasen A durchströmt werden, worauf durch entsprechende katalytische Reaktionen die Stickoxide N0X zum Teil in Stickstoff N2 und Wasser H20 umgewandelt werden. Die entstickten Abgase A gelangen weiter durch eine allfällige Kühleinrichtung 7, um einerseits die Abgase A auf eine Temperatur herabzusenken, welche für die nachfolgende Filterstufe 8 zur Entstaubung der Abgase A geeignet sind. Andererseits kann durch eine derartige Kühleinrichtung 7 die in den Abgasen A enthaltene Wärme rückgewonnen und beispielsweise zum Beheizen eines Fabriksgebäudes, aber auch zum Vorwärmen der Komponenten bei der Zementklinkerherstellung verwendet werden. Nach der Filterstufe 8, die durch Schlauchfilter oder Elektrofilter gebildet sein kann, gelangen die Abgase A über einen Schornstein 9 in die Atmosphäre. Nach dem Katalysator 5 gelangt das mit den Abgasen A beförderte gebrannte Rohmaterial des Zementklinkers in eine Mühle 10, wo es vor der Abfüllung auf eine gewünschte Größe vermahlen wird.
Da die Abgase A vor dem Eintritt in den Katalysator 5 einen relativ hohen Staubanteil besitzen, verstopfen die Katalysatoren ·· ···· ·· «·
• m · · · · t • · · · ·· · • » · · · · « • · · · · t · ·· ·· ·· · - 7 - 5 relativ rasch und weisen eine relativ geringe Standzeit auf.
Da die Abgase A vor dem Eintritt in den Katalysator 5 auch eine relativ hohe Temperatur aufweisen, die auch für die katalytische Wirkung erforderlich ist, scheiden eine Reihe von Maßnahmen zur Reduktion der Staubanteile vor dem Katalysator 5 aus. Bisher wurden daher keine Schritte unternommen, die Abgase A vor dem Katalysator 5 zu entstauben.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Katalysator 5 mit nur einer Lage an Durchflusskanälen 6 eingesetzt wird. Ein derartiger einlagiger Katalysator 5 weist geringere Verstopfungsraten und somit eine höhere Standzeit auf. Wichtig für eine geringere Verstopfungsrate ist auch, dass der Katalysator 5 von oben nach unten mit den Abgasen A durchströmt wird, und die Durchflusskanäle 6 möglichst wenig Elemente aufweisen, welche eine Verstopfung fördern. Dazu zählen Ecken mit einem Eckwinkel von >90° oder auch Elemente, an welchen der Staub der Abgase A anhaften kann. Da die Verstopfung der Durchflusskanäle 6 der Katalysatoren 5 vorwiegend im Eingangsbereich der Durchflusskanäle 6 stattfindet, ist die Verstopfung bei einem einlagigen Katalysator 5 relativ gesehen geringer als bei mehrlagigen Katalysatoren 5. Zur regelmäßigen oder bedarfsmäßigen Reinigung der Durchflusskanäle 6 des Katalysators 5 kann eine entsprechende Einrichtung 12 zur Reinigung des Katalysators 5 vorgesehen sein.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der gegenständlichen Erfindung, bei der vor dem einlagig ausgebildeten Katalysator 5 zusätzlich ein Filter 11 zur groben Vorentstaubung der Abgase A vorgesehen ist. Um den Aufwand für eine derartige Vorentstaubung gering zu halten und die Kosten für einen derartigen Filter 11 gering zu halten, wird bewusst nur eine grobe Entstaubung der Abgase A zu 50 bis 95% vorgenommen. Eine derartige grobe Entstaubung bis zu einem Staubgehalt von vorzugsweise 1 bis 20 g/m3 ist mit relativ geringem Aufwand möglich und bewirkt eine deutliche Verlängerung der Standzeit des Katalysators 5.
Da die Temperaturen der Abgase A vor dem Eintritt in den Katalysator 5 relativ hoch sind und für eine optimale katalytische Wirkung auch nicht zu sehr abgesenkt werden dürfen, eignen sich insbesondere mechanische Filter, wie Fliehkraftabscheider, zur groben Vorentstaubung vor dem Katalysator 5 besonders. Die Fliehkraftabscheider können beispielsweise durch Zyklone, Multi- ·· ···· • * · ·· · « ·· · · ·«···· · · ·« *··+··· · · · ····«·· · · · ·· »t Μ · ··· *· - 8 -
Zyklone oder Umlenkabscheider gebildet sein. Derartige Filter 11 sind besonders billig und mechanisch sehr einfach aufgebaut.
Eine Vorentstaubung bis zu 80 % ist mit derartigen Fliehkraftabscheidern erzielbar.
Alternativ dazu können auch Elektrofilter als Filter 11 für die Vorabscheidung eingesetzt werden. Derartige Elektrofilter sind zwar gegenüber Fliehkraftabscheidern teurer und weisen bei hohen Temerpaturen relativ geringen Wirkungsgrad auf, sind jedoch für eine grobe Vorentstaubung von nur 50 bis 95% auch optimal einsetzbar.
Auch Kombinationen von Fliehkraftabscheidern und Elektrofiltern sind denkbar, wobei die Fliehkraftabscheider für die Grobentstaubung und die Elektrofilter für die Feinentstaubung herangezogen werden. Allerdings steigt bei einer derartigen Kombination auch der Herstellungspreis für einen solchen Filter 11.
Theoretisch sind auch bei den relativ hohen Temperaturen Schlauchfilter möglich, wobei anstelle von textilen Schlauchgeweben Metallgewebe verwendet werden. Auch derartige Filter sind relativ teuer.
Die nachfolgenden Fig. 4 bis 9 zeigen verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Durchflusskanäle 6 des erfindungsgemäßen Katalysators 5.
Gemäß Fig. 4 werden die Durchflusskanäle 6 durch Rohre 13 mit rundem Querschnitt gebildet. Die Rohre 13 können zu Rohrbündeln zusammengefasst werden. Die Länge L der Durchflusskanäle 6 des Katalysators 5 beträgt vorzugsweise mindestens 1,5 m. Auf diese Weise können die erforderlichen Oberflächen für eine katalytische Wirkung im Katalysator 5 erreicht werden. Rohre 13 mit rundem Querschnitt können auch relativ leicht in derartig großen Längen L hergestellt werden.
Gemäß Fig. 5 werden die Durchflusskanäle 6 des Katalysators 5 durch Rohre mehreckigen Querschnitts, insbesondere durch Sechskantrohre 14, gebildet. Auch derartige Sechskantrohre 14 können zu einem Rohrbündel zusammengestellt werden.
Gemäß Fig. 6 können die Durchflusskanäle 6 auch durch parallel angeordnete Platten 15, welche durch entsprechende Abstandhalter 16 in der gewünschten Position gehalten werden, gebildet sein. Während die Platten 15 gemäß Fig. 6 im Wesentlichen eben ausgebildet sind, können die Platten gemäß Fig. 7 auch wellenförmig oder gemäß Fig. 8 trapezförmig bzw. gemäß Fig. 9 auch ·· «· ♦ · ···· • • • • • · • • • • • ·# ♦ • • 9 9 • · • • • 9 9 • · • • 9 ·· *· 9 • 99 - 9 - ·· zick-zackförmig ausgebildet sein. Dadurch wird die Fläche der Platten 15 und somit die katalytisch wirksame Oberfläche des Katalysators 5 erhöht.
Die Figuren zeigen nur einige der möglichen Ausführungsvarianten für die Durchflusskanäle 6 des Katalysators 5, welche allesamt schwerer verstopfen als bisher verwendete Katalysatoren des Standes der Technik.
Durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Standzeit des Katalysators 5 erhöht und somit das Wartungsintervall des Katalysators 5 verlängert werden. Der kostenmäßige Mehraufwand ist relativ gering, wodurch eine breite Anwendung möglich ist.
Obgleich sich die dargestellten Ausführungsbeispiele auf eine Vorrichtung zur Zementherstellung richten, sind Anwendungen der gegenständlichen Erfindung auch bei Abgasen, welche bei anderen Verbrennungsprozessen entstehen und durch einen hohen Staub- und Stickoxidgehalt gekennzeichnet sind, denkbar.
Claims (23)
- ·· ·* ·· ···· • *· • · • · • · • ·· 0 • · • · ·· 0 • ·· * · • · • · 0 • · • · • · • · 0 • · ·· ·· ·· • ··· »« Patentansprüche : 1. Verfahren zur Reinigung von bei Verbrennungsprozessen anfallenden Abgasen (A) mit einem Staubgehalt > 5 g/m3 und Stickoxiden (N0X) , wobei die Abgase (A) in einem Katalysator (5) mit mehreren parallelen Durchflusskanälen (6) katalytisch entstickt und vor dem Austritt in die Atmosphäre entstaubt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase (A) von oben nach unten durch den Katalysator (5) geströmt werden und in nur einer Lage paralleler Durchflusskanäle (6) gebildet durch Rohre (13) runden Querschnitts, Rohre (14) mit einem Querschnitt mit mindestens fünf Ecken, deren Eckwinkel >90° sind, oder parallel angeordnete Platten (15) katalytisch entstickt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase (A) in nur einer Lage paralleler Durchflusskanäle (6) mit einer Länge (L) von mindestens 1,5 m katalytisch entstickt werden .
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase (A) vor der katalytischen Entstickung zu 50 bis 95% entstaubt werden.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase (A) vor der katalytischen Entstickung mechanisch entstaubt werden.
- 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase (A) vor der katalytischen Entstickung elektrisch entstaubt werden.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase (A) vor der katalytischen Entstickung bis zu einem Staubgehalt von 1 bis 20 g/m3 entstaubt werden.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflusskanäle (6) des Katalysators (5) gereinigt werden.
- 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn-·· • · ·· • · · · • · ·· • · · · · • · « · · ·· ·· ·11 zeichnet, dass die Abgase (A) nach der katalytischen Entstickung abgekühlt werden.
- 9. Vorrichtung zur Reinigung von bei Verbrennungsprozessen anfallenden Abgasen (A) mit einem Staubgehalt > 5 g/m3 und Stickoxiden (N0X), mit einem Katalysator (5) mit mehreren parallelen Durchflusskanälen (6) zur katalytischen Entstickung der Abgase (A) , und zumindest einer nach dem Katalysator (5) angeordneten Filterstufe (8) zur Entstaubung der Abgase (A) vor dem Austritt in die Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (5) von oben nach unten von den Abgasen (A) durchströmbar ist, und dass der Katalysator (5) aus nur einer Lage parallel angeordneter Durchflusskanäle (6) besteht, welche Durchflusskanäle (6) durch Rohre (13) runden Querschnitts, Rohre (14) mit einem Querschnitt mit mindestens fünf Ecken, deren Eckwinkel >90° sind, oder parallel angeordnete Platten (15) gebildet sind.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflusskanäle (6) eine Länge (L) von mindestens 2 m aufweisen .
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflusskanäle (6) durch parallele Rohre (13) runden Querschnitts gebildet sind.
- 12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflusskanäle (6) durch parallele Rohre (14) mehreckigen, insbesondere sechseckigen, Querschnitts gebildet sind.
- 13. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflusskanäle (6) durch parallele Platten (15) gebildet sind, welche durch seitlich angeordnete Abstandhalter (16) gehalten sind.
- 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (15) eben sind.
- 15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (15) zick-zackförmig ausgebildet sind. «· ·· ·« ···« # ······ ···· ·· ······ · · ······· ··· ······· · · · ·· it ·· · ♦·· ·· - 12 -
- 16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (15) trapezförmig ausgebildet sind.
- 17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (15) wellenförmig ausgebildet sind.
- 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Katalysator (5) zumindest ein Filter (11) zur groben Vorentstaubung zu 50 bis 95% vorgesehen ist.
- 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Filter (11) zur Vorentstaubung durch einen Fliehkraftabscheider, insbesondere einen Zyklon oder Multizyklon, gebildet ist.
- 20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Filter (11) zur Vorentstaubung durch ein Elektrofilter gebildet ist.
- 21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Filter (11) zur Vorentstaubung zur Reinigung der Abgase (A) bis zu einem Staubgehalt von 1 bis 20 g/m3 ausgebildet ist.
- 22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (12) zur Reinigung des Katalysators (5) vorgesehen ist.
- 23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Katalysator (5) eine Einrichtung (7) zur Kühlung der vorentstaubten und entstickten Abgase (A) vorgesehen ist. GH/jd/dp
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0122808A AT507105B1 (de) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Verfahren und vorrichtung zur reinigung von bei verbrennungsprozessen anfallenden abgasen |
| PCT/AT2009/000297 WO2010015009A1 (de) | 2008-08-07 | 2009-08-03 | Verfahren und vorrichtung zur entstickung und entstaubung von bei verbrennungsprozessen anfallenden abgasen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0122808A AT507105B1 (de) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Verfahren und vorrichtung zur reinigung von bei verbrennungsprozessen anfallenden abgasen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT507105A1 true AT507105A1 (de) | 2010-02-15 |
| AT507105B1 AT507105B1 (de) | 2010-04-15 |
Family
ID=41254685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| AT0122808A AT507105B1 (de) | 2008-08-07 | 2008-08-07 | Verfahren und vorrichtung zur reinigung von bei verbrennungsprozessen anfallenden abgasen |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT507105B1 (de) |
| WO (1) | WO2010015009A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011000564A1 (de) * | 2011-02-08 | 2012-08-09 | Elex Cemcat Ag | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zementklinker |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010036647B3 (de) * | 2010-07-27 | 2012-01-19 | Elex Cemcat Ag | Rauchgasreinigungsanlage einer Zementklinkerproduktionsanlage |
| DE102010060104B4 (de) | 2010-10-21 | 2014-02-06 | Elex Cemcat Ag | Rauchgasreinigungsstufe und Zementherstellungsanlage diese aufweisend |
| DE102011050125B4 (de) * | 2011-05-05 | 2019-04-18 | Maerz Ofenbau Ag | Rauchgasreinigungsanlage einer Zementklinkerproduktionsanlage |
| CN105318734A (zh) * | 2015-03-21 | 2016-02-10 | 李正福 | 一种烧结大烟道低温废气余热应用及净化装置和方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE20122251U1 (de) * | 1969-05-19 | 2005-02-10 | Samant, Gurudas, Dr. | Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von staub- und sauerstoffhaltigen Abgasen |
| DE3404277A1 (de) * | 1984-02-08 | 1985-08-08 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Dampferzeugungsanlage mit abgasreinigungseinrichtung |
| CH692181A5 (de) * | 1995-09-08 | 2002-03-15 | Elex Ag | Rauchgasreinigungsanlage. |
| DE102005039997A1 (de) * | 2005-08-24 | 2007-03-01 | Samant, Gurudas, Dr. | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von SCR-Reaktoren im Zementdrehrohrofen |
-
2008
- 2008-08-07 AT AT0122808A patent/AT507105B1/de not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-08-03 WO PCT/AT2009/000297 patent/WO2010015009A1/de not_active Ceased
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011000564A1 (de) * | 2011-02-08 | 2012-08-09 | Elex Cemcat Ag | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zementklinker |
| DE102011000564B4 (de) * | 2011-02-08 | 2013-05-02 | Elex Cemcat Ag | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zementklinker |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AT507105B1 (de) | 2010-04-15 |
| WO2010015009A1 (de) | 2010-02-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2838093C2 (de) | ||
| DE102014005508B4 (de) | Verfahren und Anlage zur Entstickung von Rauchgasen mit SNCR (Selektive nichtkatalytische Reduktion) und nachgeschaltetem Katalysator zum Ammoniakabbau | |
| EP0863790A1 (de) | Rauchgasreinigungsanlage | |
| WO2009089559A1 (de) | Rauchgasreinigungsanlage | |
| AT507105B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur reinigung von bei verbrennungsprozessen anfallenden abgasen | |
| WO2016169638A1 (de) | Behandlung von abgasen der zementklinkerherstellung | |
| EP3099647B1 (de) | Verfahren zur wärmebehandlung eines stoffstroms und zur reinigung von dabei entstehenden abgasen | |
| DE60207120T3 (de) | Partikelfilterwabenstruktur mit Haupt- und Neben-Wabenstrukturen | |
| AT505542B1 (de) | Anlage zur reinigung der rauchgase eines ofens | |
| WO2017012880A1 (de) | Verfahren und anlage zur herstellung von zementklinker oder anderen mineralischen produkten und zur entstickung von bypassgasen | |
| WO2018073239A1 (de) | Verfahren und anlage zur reinigung von vorwärmerabgasen einer anlage der zement- und/oder mineralsindustrie | |
| EP2444145B1 (de) | Rauchgasreinigungsanlage mit mehrlagigem scr-katalysator | |
| WO2016189447A1 (de) | Mehrstufiger koerper mit einer vielzahl von stroemungskanaelen | |
| EP0161470B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung unerwünschter gasförmiger Bestandteile aus einem Rauchgas | |
| DE102011050125B4 (de) | Rauchgasreinigungsanlage einer Zementklinkerproduktionsanlage | |
| EP0191441B1 (de) | Vorrichtung zur Entfernung unerwünschter Bestandteile aus einem Rauchgas | |
| DE102015101356A1 (de) | Roststab mit Kühlmittel-Kanal | |
| EP1799331A1 (de) | Rauchgasreinigungsanlage | |
| CH698991B1 (de) | Abgasreinigung. | |
| WO2010136396A1 (de) | Verfahren und anlage zur wärmebehandlung von feinkörnigem material | |
| EP3262346B1 (de) | Mehrzugkessel | |
| EP3672713B1 (de) | Katalysatorvorrichtung zur reduzierung von schadstoffen in einem abgas | |
| BE1032414B1 (de) | Abgasreinigungsvorrichtung und eine Zementherstellungsanlage mit einer Abgasreinigungsvorrichtung | |
| AT515104B1 (de) | Vorrichtung zur Aufbereitung von metallionenhältigen Lösungen | |
| DE19635383A1 (de) | DeNOx-Katalysator für stark Staub-haltige Abgase |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM01 | Lapse because of not paying annual fees |
Effective date: 20130807 |