BE1032414B1

BE1032414B1 - Abgasreinigungsvorrichtung und eine Zementherstellungsanlage mit einer Abgasreinigungsvorrichtung

Info

Publication number: BE1032414B1
Application number: BE20245105A
Authority: BE
Inventors: Hannes Piringer
Original assignee: Maerz Ofenbau; Thyssenkrupp Ag
Priority date: 2024-02-22
Filing date: 2024-02-22
Publication date: 2025-09-23
Also published as: BE1032414A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung (10) zur Entstickung von Abgasen einer Zementherstellungsanlage (12) umfassend: einen SCR-Reaktor (26) mit einer Mehrzahl von Katalysatorlagen (30 – 34), die derart angeordnet sind, dass sie nacheinander von Abgas durchströmbar sind, wobei die Abgasreinigungsvorrichtung (10) einen Schwerkraftpartikelabscheider (56) aufweist, der in Strömungsrichtung des Abgases vor dem SCR-Katalysator (26) angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Zementherstellungsanlage (12) mit einem Vorwärmer (14) zum Vorwärmen von kalkhaltigem Material, einem Drehrohrofen (18) zum Brennen des vorgewärmten Materials zu Zementklinker und einem Kühler zum Kühlen des gebrannten Materials, wobei die Zementherstellungsanlage (12) eine Abgasreinigungsvorrichtung (10) aufweist und wobei die Abgasreinigungsvorrichtung (10) in Strömungsrichtung des Abgases hinter dem Vorwärmer (14) angeordnet ist.

Description

" BE2024/5105

Abgasreinigungsvorrichtung und eine Zementherstellungsanlage mit einer

Abgasreinigungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung zur Entstickung von Abgasen einer Zementherstellungsanlage und eine Zementherstellungsanlage mit einer solchen

Abgasreinigungsvorrichtung.

Die Reinigung von Abgasen der Zementklinkerherstellung von Stickoxiden,

Kohlenwasserstoffen, Furanen und Dioxinen und weiteren gasförmigen Schadstoffen durch eine katalytische Reaktion ist als selektive katalytische Reduktion (SCR) eine allgemein bekannte Technik.

Es ist bekannt, dass bei der Herstellung von Zement, insbesondere bei der

Klinkerherstellung, Stickoxide (NOx), wie beispielsweise NO oder NO: entstehen.

Beispielsweise entsteht thermisches NO, aufgrund der hohen Temperaturen im

Drehrohrofen durch Oxidation von Stickstoff in der Verbrennungsluft. Des Weiteren entsteht bei der Verbrennung von Brennstoff ebenfalls Stickoxid. Zur Minderung des

Stickoxidgehalts im Abgas ist es außerdem bekannt, ein ammoniakhaltiges

Reduktionsmittel, beispielsweise im Bereich des Kalzinators oder des Ofeneinlaufs der

Zementherstellungsanlage, einzudüsen und/ oder einen Katalysator in dem Abgasstrang vorzusehen.

Die Abgase aus der Herstellung von Zementklinker sind häufig mit Staubgehalten von 40 g/Nm? bis 120 g/Nm3 , insbesondere bis zu 140, vorzugsweise bis zu 100 g/Nm° belastet.

Insbesondere bei Katalysatoren, die nach dem Vorwärmer angeordnet sind, kommt es zu Verstopfungen der Katalysatorenanlagen. Typischerweise verstopft dabei die oberste

Lage der Katalysatoren durch Feststoffpartikel. Solche Partikel, die auf Grund ihrer Größe nicht durch die Katalysatorkanäle durchgeblasen werden können, sammeln sich üblicherweise am Gaseintritt des Katalysators an und verstopfen diesen. In der Folge muss die Anlage stillgelegt und manuell gereinigt werden. Die Grobpartikel können entweder von ausgehärteten Staubansätzen in den zuführenden Rohrleitungen stammen oder es kann sich um Agglomerate handeln, welche sich durch eine allenfalls erforderliche Wassereindüsung vor dem SCR-Reaktor bilden. Eine Wassereindüsung ist

? BE2024/5105 häufig erforderlich, da die Gastemperatur vor der Katalysatorenanlage auf maximal 370°C abgekühlt werden muss.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine

Abgasreinigungsvorrichtung für eine Zementherstellungsanlage bereitzustellen, die zuverlässig arbeitet und kostengünstig in der Wartung und Herstellung ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Eine Abgasreinigungsvorrichtung zur Entstickung von Abgasen einer

Zementherstellungsanlage umfasst nach einem ersten Aspekt einen SCR-Reaktor mit einer Mehrzahl von Katalysatorlagen, die derart angeordnet sind, dass sie nacheinander von Abgas durchströmbar sind. Die die Abgasreinigungsvorrichtung weist einen

Schwerkraftpartikelabscheider auf, der in Strömungsrichtung des Abgases vor dem SCR-

Katalysator angeordnet ist.

Ein Schwerkraftpartikelabscheider im Unterschied zu anderen Abscheidern, wie beispielsweise einem Fliehkraftabscheider oder einem Elektrofilter, bieten den Vorteil einer besonders kostengünstigen Lösung zur Abscheidung von Partikeln aus einem heißen Abgasstrom. Zusätzlich ist ein Schwerkraftpartikelabscheider auf einfache Weise in einer Zementherstellungsanlage und einer Abgasreinigungsvorrichtung nachrüstbar.

Die Abgasreinigungsvorrichtung ist vorzugsweise gastechnisch mit einer

Zementherstellungsanlage derart verbunden, dass das Abgas der

Zementherstellungsanlage vollständig oder teilweise der Abgasreinigungsvorrichtung zugeführt wird. Das Abgas der Zementherstellungsanlage weist beispielsweise eine

Temperatur von 150°C bis 500°C, insbesondere 220°C bis 440°C, vorzugsweise 250°C bis 400°C auf.

Eine Zementherstellungsanlage umfasst insbesondere einen Vorwärmer zum

Vorwärmen von Material, insbesondere Rohmehl, wie Kalkstein oder anderes kalkhaltiges und/ oder silikathaltiges Material. In dem Vorwärmer wird das Material

* BE2024/5105 vorzugsweise im Gegenstrom zu heißem Abgas eines Ofens vorgewärmt und insbesondere entsäuert. Der Vorwärmer weist vorzugsweise eine Mehrzahl von

Vorwärmstufen, insbesondere Zyklonen auf. Bei den Zyklonen handelt es sich vorzugsweise um Fliehkraftabscheider, die insbesondere nacheinander von oben nach unten von dem vorzuwärmenden Material durchlaufen werden und in denen der Feststoff, insbesondere das Rohmehl, von dem Abgas getrennt wird. An den Vorwärmer schließt sich in Strömungsrichtung des Materials der Ofen, insbesondere ein Drehrohrofen an, in dem das Material zu Zementklinker gebrannt wird. Die Abgase des Ofens durchströmen den Vorwärmer vorzugsweise im Gegenstrom zu der Materialströmungsrichtung, sodass eine Erwärmung des Materials erfolgt. Am Ofenaustritt weist das Material, insbesondere der gebrannte Zementklinker, eine Temperatur von etwa 1150 — 1450°C, vorzugsweise 1400°C auf.

Der Vorwärmer umfasst insbesondere einen Materialeinlass zum Einlassen von Rohmehl in den Vorwärmer. Der Materialeinlass ist beispielsweise zwischen dem obersten, insbesondere dem ersten Zyklon und dem darunter angeordneten, zweiten Zyklon angeordnet. Das Material, insbesondere das Rohmehl, wird im Betreib der

Zementherstellungsanlage von dem Abgasstrom der zweiten Zyklonstufe mitgerissen und dem Zyklon der ersten Zyklonstufe zugeführt. Der Vorwärmer weist vorzugsweise einen Abgasauslass auf, der beispielhaft an dem oberen Ende des Vorwärmers, insbesondere oberhalb des ersten Zyklons angeordnet ist.

In Strömungsrichtung des Materials schließt sich vorzugsweise an den Ofen eine

Kühleinrichtung zur Kühlung des aus dem Ofen ausgetretenen Materials an. In

Strömungsrichtung des Abgases schließt sich an den Vorwärmer vorzugsweise die

Abgasreinigungsvorrichtung an, die Über zumindest eine Abgasleitung mit dem

Vorwärmer, insbesondere einem Abgasauslass des Vorwärmers gastechnisch verbunden ist. Bei der Abgasleitung handelt es sich insbesondere um eine Rohrleitung.

Bei dem SCR-Reaktor der Abgasreinigungsvorrichtung handelt es sich insbesondere um

Katalysatoren zur Entstickung der Abgase der Zementherstellungsanlage. Der SCR-

Reaktor umfasst ein Gehäuse und eine Mehrzahl von innerhalb des Gehäuses angeordneten Katalysatorlagen. Beispielsweise weist der SCR-Reaktor 1 bis 10, insbesondere 2 bis 6 Katalysatorlagen auf. Es ist ebenfalls möglich, dass der SCR-

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Reaktor mehr als 10 Katalysatorlagen aufweist. Die Katalysatorlagen sind vorzugsweise in Strömungsrichtung des zu reinigenden Abgases in Reihe hintereinander angeordnet.

Der SCR-Reaktor weist insbesondere einen Abgaseinlass auf, der beispielhaft am oberen Ende des Gehäuses und oberhalb der Katalysatorlagen angeordnet ist. Die

Katalysatorlagen sind vorzugsweise vertikal zueinander beabstandet angeordnet, wobei benachbarte Katalysatorlagen vorzugsweise durch jeweils einen Gasraum voneinander getrennt sind. In Gasströmungsrichtung vor jeder Katalysatorlage ist vorzugsweise jeweils ein Gasraum angeordnet.

Der SCR-Reaktor umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von Drucklufteinrichtungen zur

Beaufschlagung der Katalysatorlagen mit Druckluft. Insbesondere ist in jedem Gasraum jeweils eine Drucklufteinrichtung angeordnet. Jede Drucklufteinrichtung umfasst insbesondere eine mit einer Druckluftquelle verbundene Druckluftleitung und eine

Mehrzahl von Druckluftauslässen, insbesondere Düsen. Die Druckluftauslässe sind vorzugsweise derart angeordnet und ausgerichtet, dass sie in Richtung der nach oben weisenden Stirnseite einer Katalysatorlage weisen, sodass die aus den

Druckluftauslässen austretende Druckluft auf die Stirnseite einer jeweiligen

Katalysatorlage trifft. Die Drucklufteinrichtungen sind vorzugsweise derart eingerichtet, dass auf der nach oben weisenden Stirnfläche der Katalysatorlage anhaftende oder aufliegende Partikel, wie Staub, durch die aus den Druckluftauslässen austretende

Druckluft entfernt werden.

Oberhalb des ersten Gasraums weist das Gehäuse des SCR-Reaktors vorzugsweise einen Einlassbereich auf, der oberhalb der ersten Katalysatorlage angeordnet ist und in den vorzugsweise der Abgaseinlass mündet. Der Abgaseinlass ist vorzugsweise an dem oberen Ende des Einlassbereichs angeordnet, wobei der Einlassbereich insbesondere einen sich nach unten in Richtung der Katalysatorlagen vergrölBernden Querschnitt aufweist. Das Abgas strömt vorzugsweise von oben nach unten durch den SCR-Reaktor.

An die unterste Katalysatorlage schließt sich vorzugsweise in Strömungsrichtung des

Abgases ein Auslassbereich des Gehäuses an. Der Auslassbereich ist beispielsweise trichterförmig ausgebildet, wobei an dem unteren Ende des Auslassbereichs insbesondere eine Fördereinrichtung, wie beispielsweise eine Förderschnecke oder ein

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Förderband, angeordnet ist. Die Fördereinrichtung dient insbesondere zum Austrag von abgesetzten Partikeln, insbesondere Staub, am Boden des Auslassbereichs.

Die Katalysatorlagen umfassen vorzugsweise jeweils eine Mehrzahl von Kanälen, die beispielsweise wabenförmig nebeneinander angeordnet sind und vorzugsweise eine

Katalysatorlage ausbilden. Die Kanäle sind vorzugsweise mit einem katalytischen

Material beschichtet oder aus diesem ausgebildet. Bei dem katalytischen Material handelt es sich beispielsweise um ein Metalloxid, wie beispielsweise Titanoxid (TiO2). Zusätzlich umfasst das katalytische Material beispielsweise Edelmetalle wie Platin oder Palladium und Basismetalle wie Vanadium und/ oder Wolfram, die als aktive Katalysatoren verwendet werden. Diese Materialien fördern insbesondere die Reduktionsreaktion, bei der Stickoxide (NOx) in Stickstoff (Na) und Wasser (H20) umgewandelt werden. Die

Katalysatorlagen weisen insbesondere jeweils eine Anzahl von Katalysatoren mit jeweils beispielsweise 13 x 13=169 Kanälen bei einer Querschnittsfläche von beispielsweise 15x15cm auf.

Die Entstickung des Abgases der Zementherstellungsanlage erfolgt vorzugsweise innerhalb der Kanäle des SCR-Reaktors. Das Abgas weist vorzugsweise am

Abgaseinlass in den SCR-Reaktor eine Temperatur von 150°C bis 500°C, insbesondere 220°C bis 440°C, vorzugsweise 250°C bis 370°C auf. Der SCR-Reaktor, insbesondere der Auslassbereich, ist vorzugsweise mit einer Gasleitung gastechnisch verbunden, sodass das entstickte Abgas über die Gasleitung aus dem SCR-Reaktor, insbesondere dem Auslassbereich des SCR-Reaktors abgeführt wird.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist der Schwerkraftpartikelabscheider derart ausgebildet und eingerichtet, dass er Partikel mit einer PartikelgröBe von mehr als 4mm bis mehr als 6mm, insbesondere mehr als 5mm aus dem Abgas abscheidet. Dadurch wird sichergestellt, dass der in Strömungsrichtung des Abgases auf den

Schwerkraftpartikelabscheider folgende SCR-Reaktor nicht verstopft.

Der Schwerkraftpartikelabscheider ist vorzugsweise zwischen dem Vorwärmer und dem

SCR-Reaktor angeordnet und mit diesen gastechnisch verbunden. Der

Schwerkraftpartikelabscheider ist insbesondere über die Abgasleitung gastechnisch mit

° BE2024/5105 dem Vorwärmer verbunden, sodass das Abgas des Vorwärmers dem

Schwerkraftpartikelabscheider vollständig oder teilweise zugeführt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Schwerkraftpartikelabscheider einen

Gaseinlass zum Einlassen von Abgas in den Schwerkraftpartikelabscheider und einen

Gasauslass zum Auslassen von in dem Schwerkraftpartikelabscheider behandelten

Abgas aus dem Schwerkraftpartikelabscheider auf, wobei die Querschnittsfläche des

Gaseinlasses optional etwa 0,8 bis 1,2, insbesondere 0,9 bis 1,1, vorzugsweise genau der Querschnittsfläche des Gasauslasses entspricht. Bei dem in de

Schwerkraftpartikelabscheider behandelten Abgas handelt es sich vorzugsweise um

Abgas, aus dem Partikel mit einer Partikelgröle vom mehr als 5mm vollständig oder größtenteils entfernt wurden.

Der Schwerkraftpartikelabscheider weist vorzugsweise ein Abscheidergehäuse auf, das einen Abscheideraum innerhalb des Abscheidergehäuses umschließt. Insbesondere umfasst der Schwerkraftpartikelabscheider einen Einlassabschnitt, der den Gaseinlass aufweist. Vorzugsweise ist der Gaseinlass an dem oberen Ende des Einlassabschnitts angeordnet und weist insbesondere einen runden, insbesondere kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt auf. Der Einlassabschnitt weist vorzugsweise einen sich nach unten vergrôBernden Querschnitt auf und ist beispielsweise pyramidenförmig mit einer rechteckigen, insbesondere quadratischen Grundfläche ausgebildet.

Der Schwerkraftpartikelabscheider umfasst zusätzlich vorzugsweise einen

Auslassabschnitt, der den Gasauslass umfasst. Vorzugsweise ist der Gasauslass an dem oberen Ende des Auslassabschnitts angeordnet und weist insbesondere einen runden, insbesondere kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt auf. Der Auslassabschnitt weist vorzugsweise einen sich nach unten vergröBernden Querschnitt auf. Beispielhaft ist der

Auslassabschnitt pyramidenförmig mit einer rechteckigen, insbesondere quadratischen

Grundfläche ausgebildet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der Gaseinlass und der Gasauslass auf der gleichen vertikalen Höhe angeordnet. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Gaseinlass und der Gasauslass vertikal zueinander versetzt angeordnet sind. Der

Schwerkraftpartikelabscheider ist vorzugsweise auf einem niedrigeren Höhenniveau als

7 BE2024/5105 der Abgasauslass des Vorwärmers angeordnet. Der Gaseinlass des

Schwerkraftpartikelabscheiders ist vorzugsweise auf einem niedrigeren Höhenniveau als der Abgasauslass des Vorwärmers angeordnet. Der Gaseinlass des

Schwerkraftpartikelabscheider ist insbesondere mit der Abgasleitung gastechnisch verbunden, wobei das Abgas vorzugsweise mit einer vertikalen Strömungsrichtung in den

Schwerkraftpartikelabscheider eingeleitet wird. Der Gasauslass ist vorzugsweise über eine weitere Abgasleitung zur Leitung des in dem Schwerkraftpartikelabscheider behandelten Abgases mit dem SCR-Reaktor, insbesondere dem Abgaseinlass des SCR-

Reaktors, gastechnisch verbunden. Vorzugsweise ist der Abgaseinlass des SCR-

Reaktors oberhalb des Gasauslasses des Schwerkraftpartikelabscheiders angeordnet.

Der Schwerkraftpartikelabscheider weist des Weiteren beispielhaft eine

Austragseinrichtung zum Austragen von abgeschiedenen Partikeln auf. Bei der

Austragseinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Förderband oder eine

Förderschnecke. Beispielsweise ist die Austragseinrichtung an dem unteren Ende des

Schwerkraftpartikelabscheiders angeordnet und bildet insbesondere den Boden des

Schwerkraftpartikelabscheiders aus.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der Gaseinlass und der Gasauslass horizontal zueinander beabstandet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen der

Gaseinlass und der Gasauslass einen horizontalen Abstand zueinander auf, der 2 bis 4, insbesondere 3 mal dem Durchmesser des Gasauslasses entspricht. Ein solcher

Abstand sorgt für eine optimale Verweilzeit des Abgases innerhalb des

Schwerkraftpartikelabscheiders, wobei die Strömungsverhältnisse innerhalb des

Schwerkraftpartikelabscheiders vorzugsweise durch den Abstand des Gaseinlasses und de Gasauslasses zueinander, derart eingestellt sind, dass Partikel mit einer PartikelgrôRe von mehr als 4mm bis 6mm, insbesondere mehr als 5mm aus dem Abgasstrom zuverlässig abgetrennt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Schwerkraftpartikelabscheider unterhalb des Gaseinlasses einen ersten Abscheideraumbereich mit einer konstanten

Querschnittsfläche auf. Vorzugsweise weist der erste Abscheideraumbereich eine in vertikaler Richtung konstante Querschnittsfläche auf. Dies sorgt vorzugsweise für eine

Strömungsberuhigung nach dem Eintritt des Abgases in den ersten Abscheideraum,

Richtung des Bodens des Schwerkraftpartikelabscheiders absinken.

Unterhalb des Einlassabschnitts und des Auslassabschnitts schließt sich vorzugsweise der erste Abscheideraumbereich an. Der Einlassabschnitt und der Auslassabschnitt sind vorzugsweise zueinander, insbesondere horizontal, beabstandet angeordnet. Der erste

Abscheideraumbereich schließt sich vorzugsweise direkt unterhalb des Einlassabschnitts und des Auslassabschnitts an und ist vorzugsweise kastenförmig mit einem viereckigen, insbesondere quadratischen oder rechteckigen, Querschnitt ausgebildet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Schwerkraftpartikelabscheider unterhalb des ersten Abscheideraumbereichs einen zweiten Abscheideraumbereich mit einer sich in vertikaler Richtung, vorzugsweise nach unten, verringernden

Querschnittsfläche auf. Der zweite Abscheideraumbereich ist beispielsweise trichterförmig oder keilförmig, insbesondere mit einer sich nach unten in Richtung der

Austragseinrichtung verringernden Querschnittsfläche, ausgebildet ist. Der zweite

Abscheideraumbereich weist vorzugsweise einen viereckigen, insbesondere quadratischen oder rechteckigen, Querschnitt und insbesondere einen dreieckigen

Längsschnitt auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der zweite Abscheideraumbereich zwei einander gegenüberliegende Seitenwände auf, die einen Winkel a= 30° bis 90°, vorzugsweise 40° bis 60°, insbesondere 45° zueinander ausbilden. Dadurch werden die abgetrennten Partikel zuverlässig in die Austragseinrichtung am Boden des

Schwerkraftpartikelabscheiders geleitet.

Vorzugsweise ist der Winkel a < 50°. Unter den Seitenwänden sind vorzugsweise die sich in Längsrichtung des Schwerkraftpartikelabscheiders erstreckenden Wände zu verstehen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Schwerkraftpartikelabscheider eine gaseinlassseitige Stirnwand und eine gasauslassseitige Stirnwand auf, wobei sich die gasauslassseitige Stirnwand in einem Winkel von B= 10° bis 60°, insbesondere 20° bis 40°, vorzugsweise weniger als 25° zur Vertikalen erstreckt. Der

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Schwerkraftpartikelabscheider umfasst vorzugsweise zwei Stirnwände, die sich orthogonal zu den Seitenwänden erstrecken. Die erste Stirnwand grenzt vorzugsweise an den Gaseinlass, insbesondere den Einlassabschnitt, an. Die erste, insbesondere gaseinlassseitige Stirnwand erstreckt sich beispielhaft vollständig in vertikaler Richtung.

Die zweite Stirnwand grenzt vorzugsweise an den Gasauslass, insbesondere den

Auslassabschnitt an. Die zweite, insbesondere gasauslassseitige Stirnwand erstreckt sich beispielhaft in einem Winkel von B= 10° bis 60°, insbesondere 20° bis 40°, vorzugsweise 30°, beispielsweise weniger als 25° zur Vertikalen. Beispielhaft erstreckt sich lediglich die gasauslassseitige Stimwand des zweiten Abscheideraumbereichs in dem beschriebenen Winkel B zur Vertikalen, wobei sich die gasauslassseitige Stirnwand des ersten Abscheideraumbereich zumindest abschnittsweise oder vollständig in vertikaler Richtung erstreckt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich die gaseinlassseitige Stirnwand in vertikaler Richtung. Vorzugsweise erstreckt sich die gaseinlassseitige Stirnwand vollständig, insbesondere mit einer Abweichung von +/- 5° in vertikaler Richtung. Die

Ausrichtung der Stirnwände sorgt für eine Strömungsleitung in Richtung des Bodens des

Schwerkraftpartikelabscheiders und anschließend für eine Strömungsumlenkung in

Richtung des Gasauslasses. Es ist ebenfalls denkbar, dass beide Stirnseiten in einem

Winkel von B= 10° bis 60°, Insbesondere 20° bis 40°, vorzugsweise 30°, beispielsweise weniger als 25° zur Vertikalen geneigt sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Fläche der gaseinlassseitigen Stirnwand in etwa 2 bis 3, insbesondere 2,5 mal so groß wie die Querschnittsfläche des

Gaseinlasses und/ oder des Gasauslasses. Vorzugsweise weist der

Schwerkraftpartikelabscheider eine vertikale Querschnittsfläche auf, die beispielsweise der Fläche der gaseinlassseitigen Stirnwand entspricht. Insbesondere ist die vertikale

Querschnittsfläche 2 bis 3, insbesondere 2,5 mal so groß wie die Querschnittsfläche des

Gaseinlasses und/ oder des Gasauslasses. Dieses Flächenverhältnis sorgt für eine

Strömungsberuhigung innerhalb des Schwerkraftpartikelabscheider und gleichzeitig eine

Strömung von dem Gaseinlass zu dem Gasauslass, die eine derart geringe

Strömungsgeschwindigkeit aufweist, dass Partikel mit einer PartikelgrölBe von mehr als 4mm bis 6mm, insbesondere mehr als 56mm zuverlässig aus dem Abgasstrom abgetrennt werden.

Die Erfindung umfasst zusätzlich auch eine Zementherstellungsanlage mit einem

Vorwärmer zum Vorwärmen von kalkhaltigem Material, einem Drehrohrofen zum

Brennen des vorgewärmten Materials zu Zementklinker und einem Kühler zum Kühlen des gebrannten Materials, wobei die Zementherstellungsanlage eine

Abgasreinigungsvorrichtung wie vorangehend beschrieben aufweist, die in

Strömungsrichtung des Abgases hinter dem Vorwärmer angeordnet ist. Die mit Bezug auf die Abgasreinigungsvorrichtung beschriebenen Ausgestaltungen und Vorteile treffen ebenfalls auf eine Zementherstellungsanlage mit einer solchen

Abgasreinigungsvorrichtung zu.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Zementherstellungsanlage einen

Reduktionsmitteleinlass auf, der in dem Vorwärmer angeordnet ist. Der

Reduktionsmitteleinlass ist insbesondere mit einer Reduktionsmittelquelle, wie beispielsweise einem Speicher für Reduktionsmittel, fluidtechnisch verbunden. Bei dem

Reduktionsmittel handelt es sich beispielsweise um ein ammoniakhaltiges Mittel, wie beispielsweise Ammoniakwasser, Ammoniakgas oder Harnstofflösung oder beispielsweise reiner Ammoniak. Der Reduktionsmitteleinlass ist vorzugsweise zwischen dem obersten, insbesondere dem ersten Zyklon und dem darunter angeordneten, zweiten Zyklon des Vorwärmers angeordnet. Dies ermöglicht eine Zufuhr in das Abgas mit einer Abgastemperatur von etwa 300°C bis 600°C, vorzugsweise 400°C bis 500°C, die sich optimal für die Zufuhr des Reduktionsmittels eignet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Vorwärmer einen Abgasauslass auf, der über eine Abgasleitung mit einem Gaseinlass des Schwerkraftpartikelabscheiders gastechnisch verbunden ist und wobei der Abgasauslass oberhalb des Gaseinlasses angeordnet ist. Der SCR-Reaktor weist vorzugsweise einen Abgaseinlass zum Einlassen von in dem Schwerkraftabscheider beahndeltem Abgas in den SCR-Reaktor auf, wobei der Abgaseinlass oberhalb des Gasauslasses des Schwerkraftpartikelabscheiders angeordnet ist.

Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Abgasreinigungsvorrichtung im

Anschluss an einen Vorwärmer einer Zementherstellungsanlage gemäß einem

Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schwerkraftpartikelabscheider gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 3 zeigt einen Schwerkraftpartikelabscheider in einer Längsschnittansicht und einer

Querschnittsansicht gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2.

In Fig. 1 zeigt eine Abgasreinigungsvorrichtung 10 zur Reinigung von Abgasen einer

Zementherstellungsanlage 12. Die Abgasreinigungsvorrichtung 10 ist beispielhaft gastechnisch mit einer Zementherstellungsanlage 12 derart verbunden, dass das Abgas der Zementherstellungsanlage 12 vollständig oder teilweise der

Abgasreinigungsvorrichtung 10 zugeführt wird.

Beispielsweise wird zur Herstellung von Zementklinker Rohmehl aus gemahlenem kalkhaltigem und silikathaltigem Gestein einer Wärmebehandlung unterzogen, wobei der

Kalkstein von CO2 befreit und in gebrannten Kalk CaO überführt wird. In einem weiteren

Schritt wird üblicherweise das durch die CO2-Befreiung entsäuerte Rohmehl unter

Wärmeeinfluss zu verschiedenen Calciumsilikatphasen gesintert.

Die Zementherstellungsanlage 12 umfasst beispielhaft einen Vorwärmer 14 zum

Vorwärmen von Material, wie Kalkstein oder anderes kalkhaltiges und/ oder silikathaltiges

Material. Der Vorwämer 14 weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Vorwärmstufen, insbesondere Zyklonen 16a-d auf. Beispielhaft sind in Fig. 1 vier Zyklonstufen dargestellt, die von dem Rohmaterial durchlaufen werden. In dem Vorwärmer 14 wird das Material insbesondere vorgewärmt und entsäuert. An den Vorwärmer 14 schließt sich in

Strömungsrichtung des Materials ein Ofen 18, insbesondere ein Drehrohrofen an, in dem das Material zu Zementklinker gebrannt wird. Die Abgase des Ofens 18 durchströmen den Vorwärmer 14 im Gegenstrom zu der Materialströmungsrichtung, sodass eine

Erwärmung des Materials erfolgt. Am Ofenaustritt weist das Material, insbesondere der gebrannte Zementklinker, eine Temperatur von etwa 1150 — 1450°C, vorzugsweise 1400°C auf.

Der Vorwärmer 14 umfasst insbesondere einen Materialeinlass 20 zum Einlassen von

Rohmehl in den Vorwärmer 14. Der Materialeinlass 20 ist beispielhaft zwischen dem obersten, insbesondere der ersten Zyklon 16a und dem darunter angeordneten, zweiten

Zyklon 16b angeordnet. Das Material, insbesondere das Rohmehl, wird von dem

Abgasstrom der zweiten Zyklonstufe mitgerissen und dem Zyklon 16a der ersten

Zyklonstufe zugeführt. Bei den Zyklonen 16a-d des Vorwärmers 14 handelt es sich vorzugsweise um Fliehkraftabscheider, in denen der Feststoff, insbesondere das

Rohmehl, von dem Abgas getrennt wird. Der Vorwärmer 14 weist vorzugsweis einen

Abgasauslass 21 auf, der beispielhaft an dem oberen Ende des Vorwärmers, insbesondere oberhalb des ersten Zyklons 16a angeordnet ist.

Der Vorwärmer 14 umfasst vorzugsweise einen Reduktionsmitteleinlass 22, der insbesondere mit einer Reduktionsmittelquelle, wie beispielsweise einem Speicher für

Reduktionsmittel, fluidtechnisch verbunden ist. Bei dem Reduktionsmittel handelt es sich beispielsweise um ein ammoniakhaltiges Mittel, wie beispielsweise Ammoniakwasser,

Ammoniakgas oder Harnstofflösung. Der Reduktionsmitteleinlass 22 ist vorzugsweise zwischen dem obersten, insbesondere dem ersten Zyklon 16a und dem darunter angeordneten, zweiten Zyklon 16b des Vorwärmers 14 angeordnet.

An den Ofen 18 schließt sich in Strömungsrichtung des Materials vorzugsweise eine nicht dargestellte Kühleinrichtung zur Kühlung des aus dem Ofen 18 ausgetretenen Materials an.

In Strômungsrichtung des Abgases schließt sich an den Vorwärmer 14 die

Abgasreinigungsvorrichtung 10 an, die über zumindest eine Abgasleitung 24 mit dem

Vorwärmer 14, insbesondere einem Abgasauslass des Vorwärmers 14, gastechnisch verbunden ist. Bei der Abgasleitung 24 handelt es sich insbesondere um eine

Rohrleitung.

Die Abgasreinigungsvorrichtung 10 umfasst beispielhaft einen SCR-Reaktor 26, insbesondere Katalysator, zur Entstickung des Abgases der Zementherstellungsanlage 12. Der SCR-Reaktor 26 weist beispielhaft ein Gehäuse 28 und eine Mehrzahl von

Katalysatorlagen 30 - 34 , die innerhalb des Gehäuses 28 angeordnet sind. Beispielhaft weist der SCR-Reaktor 26 drei Katalysatorlagen 30 — 34 auf. Es ist ebenfalls möglich, dass der SCR-Reaktor eine bis fünf oder mehr Katalysatorlagen aufweist. Die

Katalysatorlagen sind vorzugsweise in Strömungsrichtung des zu reinigenden Abgases in Reihe hintereinander angeordnet. Der SCR-Reaktor 26 weist einen Abgaseinlass 36 auf, der beispielhaft am oberen Ende des Gehäuses 28 angeordnet ist. Der Abgaseinlass 36 ist vorzugsweise oberhalb jeder der Katalysatorlagen 30 — 34 angeordnet. Die

Katalysatorlagen 30 — 34 sind vorzugsweise vertikal zueinander beabstandet und liegen insbesondere nicht direkt aneinander an. Benachbarte Katalysatorlagen 30 — 34 sind vorzugsweise durch jeweils einen Gasraum 38 — 42 voneinander getrennt. In

Gasströmungsrichtung vor jeder Katalysatorlage 30 — 34 ist vorzugsweise jeweils ein

Gasraum 38 - 42 angeordnet. Der SCR-Reaktor 26 der Fig. 1 weist beispielhaft drei

Gasräume 38 — 42 auf, wobei der erste Gasraum 38 zwischen dem Abgaseinlass 36 und der ersten Katalysatorlage 30, der zweite Gasraum 40 zwischen der ersten

Katalysatorlage 30 und der zweiten Katalysatorlage 32 und der dritte Gasraum 42 zwischen der zweiten Katalysatorlage 32 und der dritten Katalysatorlage 34 angeordnet ist.

Der SCR-Reaktor 26 umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von Drucklufteinrichtungen 44 —48 zur Beaufschlagung der Katalysatorlagen 30 — 34 mit Druckluft oder beispielsweise mit einem anderen Gas, wie ein sauerstoffarmes und/ oder CO2-reiches Gas.

Vorzugsweise ist in jedem Gasraum 38 — 42 eine Drucklufteinrichtung 44 — 48 angeordnet. In dem ersten Gasraum 38 ist einer erste Drucklufteinrichtung 44, in dem zweiten Gasraum 40 eine zweite Drucklufteinrichtung 46 und in dem dritten Gasraum 42 eine dritte Drucklufteinrichtung 48 angeordnet. Jeder Drucklufteinrichtung 44 — 48 umfasst insbesondere eine mit einer Druckluftquelle verbundene Druckluftleitung und eine Mehrzahl von Druckluftauslässen, insbesondere Düsen. Die Druckluftauslässe sind vorzugsweise derart angeordnet und ausgerichtet, dass sie in Richtung der nach oben weisenden Stirnseite einer Katalysatorlage 30 — 34 weisen, sodass die aus den

Druckluftauslässen austretende Druckluft auf die Stirnseite einer jeweiligen

Katalysatorlage 30 — 34 trifft. Die Drucklufteinrichtungen 44 — 48 sind vorzugsweise derart eingerichtet, dass auf der nach oben weisenden Stirnfläche der Katalysatorlage 30 — 34 anhaftende oder aufliegende Partikel, wie Staub, durch die aus den Druckluftauslässen austretende Druckluft entfernt werden.

Das Gehäuse 28 des SCR-Reaktors 26 weist beispielhaft einen Einlassbereich 50 auf, der oberhalb des ersten Gasraums 38 und der ersten Katalysatorlage 30 angeordnet ist und in den vorzugsweise der Abgaseinlass 36 mündet. Der Abgaseinlass 36 ist beispielhaft an dem oberen Ende des Einlassbereichs 50 angeordnet, wobei der

Einlassbereich insbesondere einen sich nach unten in Richtung der Katalysatorlagen 30 — 34 vergrößernden Querschnitt aufweist. Das Abgas strömt vorzugsweise von oben nach unten durch den SCR-Reaktor.

In Strömungsrichtung des Abgases schließt sich beispielhaft an die unterste, beispielhaft dritte Katalysatorlage 34 ein Auslassbereich 52 des Gehäuses 28 an. Der Auslassbereich 52 ist beispielsweise trichterförmig ausgebildet, wobei an dem unteren Ende des

Auslassbereichs insbesondere eine Fördereinrichtung 52, wie beispielsweise eine

Förderschnecke oder ein Förderband, angeordnet ist. Die Fördereinrichtung 52 dient insbesondere zum Austrag von abgesetzten Partikeln, insbesondere Staub, am Boden des Auslassbereichs 52.

Die Katalysatorlagen 30 — 34 umfassen vorzugsweise jeweils eine Mehrzahl von

Kanälen, die beispielsweise wabenförmig nebeneinander angeordnet sind und vorzugsweise eine Katalysatorlage ausbilden. Die Kanäle sind vorzugsweise mit einem katalytischen Material beschichtet, wie Metalloxide, insbesondere Titanoxid (TiO2).

Zusätzlich umfasst das Material beispielsweise Edelmetalle wie Platin oder Palladium und Basismetalle wie Vanadium und/ oder Wolfram, die als aktive Katalysatoren verwendet werden. Diese Materialien fördern insbesondere die Reduktionsreaktion, bei der Stickoxide (NOx) in harmlosen Stickstoff (N2) und Wasser (H20) umgewandelt werden. Die Katalysatorlagen 30 — 34 weisen jeweils beispielsweise eine Anzahl von

Katalysatoren mit beispielsweise 13 x 13=169 Kanälen bei einer Querschnittsfläche von 15x15cm auf.

Innerhalb der Katalysatorlagen erfolgt eine chemische Reaktion zwischen NO, und

Ammoniak. Beispielsweise wird Stickstoffmonoxid (NO) und Ammoniak (NHs) in

Stickstoff und Wasser umgewandelt, wobei vorzugsweise Sauerstoff (O2) aus dem

Abgasstrom benötigt wird. Beispielsweise reagiert innerhalb der Katalysatorlagen zusätzlich Stickstoffdioxid (NO2) mit Ammoniak zu Stickstoff und Wasser. Die SCR-

Standardreaktionen sind beispielsweise: 4NO+4NH3+02—>4N2+6H20 2NO2+4NH3+02—3N2+6H20

NO+NO2+2NH3—>2N2 +3H20

Das Abgas weist vorzugsweise am Abgaseinlass 36 in den SCR-Reaktor 26 eine

Temperatur von 250°C bis 370°C auf. Der SCR-Reaktor 26 ist vorzugsweise mit einer

Gasleitung 55 gastechnisch verbunden, sodass das entstickte Abgas über die Gasleitung 55 aus dem SCR-Reaktor 26, insbesondere dem Auslassbereich 52 des SCR-Reaktors 26 abgeführt wird.

Zwischen dem Vorwärmer 14 und dem SCR-Reaktor 26 ist vorzugsweise ein

Schwerkraftpartikelabscheider 56 angeordnet. Der Schwerkraftpartikelabscheider 56 ist insbesondere über die Abgasleitung 24 gastechnisch mit dem Vorwärmer 14 verbunden, sodass das Abgas des Vorwärmers 14 dem Schwerkraftpartikelabscheider 56 zugeführt wird. Der Schwerkraftpartikelabscheider 56 ist vorzugsweise auf einem niedrigeren

Hôhenniveau als der Abgasauslass 21 des Vorwärmers 14 angeordnet. Der

Schwerkraftpartikelabscheider 56 weist vorzugsweise einen Gaseinlass 58 zum

Einlassen von Abgas in das Innere des Schwerkraftpartikelabscheiders 56 auf. Der

Gaseinlass 58 ist vorzugsweise auf einem niedrigeren Hôhenniveau als der

Abgasauslass 21 des Vorwärmers 14 angeordnet. Der Gaseinlass 58 ist mit der

Abgasleitung 24 verbunden. Der Schwerkraftpartikelabscheider 56 weist vorzugsweise einen Gasauslass 60 zum Auslassen des in dem Schwerkraftabscheider behandelten

Abgases auf. Der Gasauslass 60 ist vorzugsweise über eine weitere Abgasleitung 62 zur

Leitung des in dem Schwerkraftpartikelabscheider behandelten Abgases mit dem SCR-

Reaktor 26, insbesondere dem Abgaseinlass 36 des SCR-Reaktors 26, gastechnisch verbunden. Beispielhaft ist der Abgaseinlass 36 des SCR-Reaktors 26 oberhalb des

Gasauslasses 60 des Schwerkraftpartikelabscheiders 56 angeordnet. Der

Schwerkraftpartikelabscheider 56 weist des Weiteren beispielhaft eine

Austragseinrichtung 64 zum Austragen von abgeschiedenen Partikeln auf. Bei der

Austragseinrichtung 64 handelt es sich beispielsweise um eine Förderband oder eine

Förderschnecke. Beispielsweise ist die Austragseinrichtung 64 an dem unteren Ende des

Schwerkraftpartikelabscheiders 56 angeordnet und bildet insbesondere den Boden des

Schwerkraftpartikelabscheiders 56 aus.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schwerkraftpartikelabscheiders 56. Der

Schwerkraftpartikelabscheider 56 weist ein Abscheidergehäuse 66 auf, das einen

Abscheideraum innerhalb des Abscheidergehäuses 66 umschließt. Der

Schwerkraftpartikelabscheider 56 umfasst einen Einlassabschnitt 68, der den Gaseinlass 58 umfasst. Vorzugsweise ist der Gaseinlass 58 an dem oberen Ende des

Einlassabschnitts 68 angeordnet und weist insbesondere einen runden, insbesondere kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt auf. Der Einlassabschnitt 68 weist vorzugsweise einen sich nach unten vergrößernden Querschnitt auf. Beispielhaft ist der

Einlassabschnitt 68 pyramidenförmig mit einer rechteckigen, insbesondere quadratischen Grundfläche ausgebildet.

Der Schwerkraftpartikelabscheider 56 umfasst zusätzlich vorzugsweise einen

Auslassabschnitt 70, der den Gasauslass 60 umfasst. Vorzugsweise ist der Gasauslass 60 an dem oberen Ende des Auslassabschnitts 70 angeordnet und weist insbesondere einen runden, insbesondere kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt auf. Der

Auslassabschnitt 70 weist vorzugsweise einen sich nach unten vergrößernden

Querschnitt auf. Beispielhaft ist der Auslassabschnitt 70 pyramidenförmig mit einer rechteckigen, insbesondere quadratischen Grundfläche ausgebildet. Der Gasauslass 60 und der Gaseinlass 58 sind beispielhaft auf der gleichen Höhe angeordnet. Es ist. ebenfalls denkbar, dass der Gaseinlass 58 und der Gasauslass 60 vertikal zueinander versetzt angeordnet sind.

Unterhalb des Einlassabschnitts 68 und des Auslassabschnitts 70 schließt sich beispielhaft ein erster Abscheideraumbereich 72 an. Der Einlassabschnitt 68 und der

Auslassabschnitt 70 sind vorzugsweise zueinander, insbesondere horizontal, beabstandet angeordnet. Der erste Abscheideraumbereich 72 schließt sich vorzugsweise direkt unterhalb des Einlassabschnitts 68 und des Auslassabschnitts 70 an und ist vorzugsweise kastenförmig mit einem viereckigen, insbesondere quadratischen oder rechteckigen, Querschnitt ausgebildet. Der Querschnitt des ersten Abscheideraums 72 ist vorzugsweise in vertikaler Richtung konstant ausgebildet. Unterhalb des ersten

Abscheideraumbereichs 72 schließt sich an diesen direkt ein zweiter

Abscheideraumbereich 74 an, der beispielhaft trichterförmig, vorzugsweise keilförmig, insbesondere mit einer sich nach unten in Richtung der Austragseinrichtung 64 verringernden Querschnittsfläche, ausgebildet ist. Der zweite Abscheideraumbereich 74 weist vorzugsweise einen viereckigen, insbesondere quadratischen oder rechteckigen, horizontalen Querschnitt und insbesondere einen dreieckigen vertikalen Querschnitt auf.

Fig. 3 zeigt zwei Längsschnittansichten des Schwerkraftpartikelabscheiders 56 in zwei unterschiedlichen Schnittebenen.

Beispielhaft weist der zweite Abscheideraumbereich 74 zwei einander gegenüberliegende Seitenwände 76a,b auf, die einen Winkel a= 30° bis 90°, vorzugsweise 40° bis 60°, insbesondere 45° zueinander ausbilden. Vorzugsweise ist der

Winkel a < 50°. Unter den Seitenwänden 76a,b sind die sich in Längsrichtung des

Schwerkraftpartikelabscheiders 56 erstreckenden Wände zu verstehen. Der

Schwerkraftpartikelabscheider 56 umfasst des Weiteren zwei Stirnwände 78a,b, die sich orthogonal zu den Seitenwänden 76a,berstrecken. Die erste Stirnwand 78a grenzt vorzugsweise an den Gaseinlass 58, insbesondere den Einlassabschnitt 68 an. Die erste,

Insbesondere gaseinlassseitige Stirnwand 78a erstreckt sich beispielhaft vollständig in vertikaler Richtung. Die zweite Stirnwand 78b grenzt vorzugsweise an den Gasauslass 60, Insbesondere den Auslassabschnitt 70 an. Die zweite, insbesondere gasauslassseitige Stirnwand 78b erstreckt sich beispielhaft in einem Winkel von B= 10° bis 60°, insbesondere 20° bis 40°, vorzugsweise 30°, beispielsweise weniger als 25° zur

Vertikalen. Beispielhaft erstreckt sich lediglich die gasauslassseitige Stirnwand des zweiten Abscheideraumbereichs 74 in dem beschriebenen Winkel ß zur Vertikalen, wobei sich die gasauslassseitige Stimwand des ersten Abscheideraumbereich 72 zumindest abschnittsweise oder vollständig in vertikaler Richtung erstreckt.

Die Fläche der gaseinlassseitigen Stimwand 78a ist vorzugsweise in etwa 2 bis 3, insbesondere 2,5 mal so groß wie die Querschnittsfläche des Gaseinlasses 58 und/ oder des Gasauslasses 60. Vorzugsweise weisen der Gaseinlass 58 und der Gasauslass 60 einen horizontalen Abstand zueinander auf, der etwa 2 bis 4, insbesondere 3 mal dem

Durchmesser des Gasauslasses 60 entspricht. Vorzugsweise weist der

Schwerkraftpartikelabscheider 56 eine vertikale Querschnittsfläche auf, die beispielsweise der Fläche der gaseinlassseitigen Stirnwand 78a entspricht. Insbesondere ist die vertikale Querschnittsfläche 2 bis 3, insbesondere 2,5 mal so groß wie die

Querschnittsfläche des Gaseinlasses 58 und/ oder des Gasauslasses 60.

Der Schwerkraftpartikelabscheider 56 ist vorzugsweise derart ausgebildet und eingerichtet, dass der Partikel mit einer Größe von mehr als 5mm aus dem Abgas abscheidet.

Im Betrieb der Zementherstellungsanlage 12 und der Abgasreinigungsvorrichtung 10 strömt das mit Staub, Stickoxid und Ammoniak beladene Abgas aus dem Abgasauslass 21 des Vorwärmers 14 durch die Abgasleitung 24 in den Gaseinlass 58 des

Schwerkraftpartikelabscheiders 56. Innerhalb des Schwerkraftpartikelabscheiders 56 werden Partikel mit einer PartikelgrölBe von mehr als 4mm bis mehr als 6mm, insbesondere mehr als 56mm aus dem Gasstrom abgeschieden und vorzugsweise mittels der Austragseinrichtung 64 aus dem Schwerkraftpartikelabscheider 56 abgeführt. Der von Partikeln >5mm bereinigte, Stickoxid und Ammoniak enthaltende Abgasstrom wird anschließend über dem Gasauslass 60 aus dem Schwerkraftpartikelabscheider 56 ausgelassen und über die Abgasleitung 62 dem Abgaseinlass 36 des SCR-Reaktors 26 zugeführt. In dem SCR-Reaktor 26 wird das von Partikeln >5mm bereinigte Abgas vorzugsweise entstickt.

Bezugszeichenliste 10 Abgasreinigungsvorrichtung 12 Zementherstellungsanlage 14 Vorwärmer 16a-d Zyklon 18 Ofen 20 Materialeinlass 21 Abgasauslass 22 Reduktionsmitteleinlass 24 Abgasleitung 26 SCR- Reaktor 28 Gehäuse 30 erste Katalysatorlage 32 zweite Katalysatorlage 34 dritte Katalysatorlage 36 Abgaseinlass 38 erster Gasraum 40 zweiter Gasraum 42 dritter Gasraum 44 erste Drucklufteinrichtung 46 zweite Drucklufteinrichtung 48 dritte Drucklufteinrichtung 50 Einlassbereich 52 Auslassbereich 54 Fördereinrichtung 55 Gasleitung 56 Schwerkraftpartikelabscheider 58 Gaseinlass 60 Gasauslass 62 Abgasleitung 64 Austragseinrichtung 66 Abscheidergehäuse 68 Einlassabschnitt 70 Auslassabschnitt 72 erster Abscheideraumbereich 74 zweiter Abscheideraumbereich 76a,b Seitenwände des zweiten Abscheideraumbereichs 78a,b Stirnwände des Schwerkraftpartikelabscheiders 80 vertikale Querschnittsfläche

A Keilwinkel

B Anstellwinkel der Stirnwand

Claims

Patentansprüche

1. Abgasreinigungsvorrichtung (10) zur Entstickung von Abgasen einer Zementherstellungsanlage (12) umfassend: einen SCR-Reaktor (26) mit einer Mehrzahl von Katalysatorlagen (30 — 34), die derart angeordnet sind, dass sie nacheinander von Abgas durchströmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasreinigungsvorrichtung (10) einen Schwerkraftpartikelabscheider (56) aufweist, der in Strômungsrichtung des Abgases vor dem SCR-Katalysator (26) angeordnet ist.

2. Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der Schwerkraftpartikelabscheider (56) derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass er Partikel mit einer PartikelgröRe von mehr als 4mm bis mehr als 6mm, insbesondere mehr als 56mm aus dem Abgas abscheidet.

3. Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schwerkraftpartikelabscheider (56) einen Gaseinlass (58) zum Einlassen von Abgas in den Schwerkraftpartikelabscheider (56) und einen Gasauslass (60) zum Auslassen von in dem Schwerkraftabscheider behandelten Abgas aus dem Schwerkraftpartikelabscheider (56) aufweist und wobei die Querschnittsfläche des Gaseinlasses (58) etwa 0,8 bis 1,2, insbesondere 0,9 bis 1,1, vorzugsweise genau der Querschnittsfläche des Gasauslasses (60) entspricht.

4. Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Gaseinlass (58) und der Gasauslass (60) auf der gleichen Höhe angeordnet sind.

5. Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Gaseinlass (58) und der Gasauslass (60) horizontal zueinander beabstandet sind.

6. Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei der Gaseinlass (58) und der Gasauslass (60) einen horizontalen Abstand zueinander aufweisen, der 2 bis 4, insbesondere 3 mal dem Durchmesser des Gasauslasses (60) entspricht.

7. Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schwerkraftpartikelabscheider (56) unterhalb des Gaseinlasses (58) einen ersten Abscheideraumbereich (72) mit einer konstanten Querschnittsfläche aufweist.

8. Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 7, wobei der Schwerkraftpartikelabscheider (56) unterhalb des ersten Abscheideraumbereichs (72) einen zweiten Abscheideraumbereich (72) mit einer sich in vertikaler Richtung, vorzugsweise nach unten, verringernden Querschnittsfläche aufweist.

9. Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 8, wobei der zweite Abscheideraumbereich (72) zwei einander gegenüberliegende Seitenwände (76a,b) aufweist, die einen Winkel a= 30° bis 90°, vorzugsweise 40° bis 60°, insbesondere 45° zueinander ausbilden.

10. Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei der Schwerkraftpartikelabscheider (56) eine gaseinlassseitige Stirnwand (78a) und eine gasauslassseitige Stirnwand (78b) aufweist und wobei sich die gasauslassseitige Stirnwand (78b) in einem Winkel von B= 10° bis 60°, insbesondere 20° bis 40°, vorzugsweise weniger als 25° zur Vertikalen erstreckt.

11.Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 10, wobei sich die gaseinlassseitige Stirnwand (78a) in vertikaler Richtung erstreckt.

12. Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 10, wobei die Fläche der gaseinlassseitigen Stirnwand (78a) in etwa 2 bis 3, insbesondere 2,5 mal so groß ist wie die Querschnittsfläche des Gaseinlasses (58) und/ oder des Gasauslasses (60).

13. Zementherstellungsanlage (12) mit einem Vorwärmer (14) zum Vorwärmen von kalkhaltigem Material, einem Drehrohrofen (18) zum Brennen des vorgewärmten Materials zu Zementklinker und einem Kühler zum Kühlen des gebrannten Materials, wobei die Zementherstellungsanlage (12) eine Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüchen aufweist und wobei die Abgasreinigungsvorrichtung (10) in Strömungsrichtung des Abgases hinter dem Vorwärmer (14) angeordnet ist.

14. Zementherstellungsanlage (12) nach Anspruch 13, wobei die Zementherstellungsanlage (12) einen Reduktionsmitteleinlass (22) aufweist, der in dem Vorwärmer (14) angeordnet ist.

15. Zementherstellungsanlage (12) nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Vorwärmer (14) einen Abgasauslass (21) aufweist, der über eine Abgasleitung (24) mit einem Gaseinlass (58) des Schwerkraftpartikelabscheiders (56) gastechnisch verbunden ist und wobei der Abgasauslass (21) oberhalb des Gaseinlasses (58) angeordnet ist.