EP1296751A1 - Verfahren und vorrichtung zur katalytischen umwandlung eines stoffs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur katalytischen umwandlung eines stoffs

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EP1296751A1
EP1296751A1 EP01940226A EP01940226A EP1296751A1 EP 1296751 A1 EP1296751 A1 EP 1296751A1 EP 01940226 A EP01940226 A EP 01940226A EP 01940226 A EP01940226 A EP 01940226A EP 1296751 A1 EP1296751 A1 EP 1296751A1
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EP
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substance
active material
catalytically active
fuel
gas stream
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Withdrawn
Application number
EP01940226A
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English (en)
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Inventor
Erich Hums
Horst Spielmann
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Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention is in the field of catalysts.
  • the invention relates to a method for converting a substance in a gas stream, in particular for the catalytic conversion of nitrogen oxide into one mixed with ammonia
  • the invention also relates to a method for reactivating an at least partially deactivated catalyst module which has been produced by depositing a catalytically active material in or on a catalyst substrate, in particular for reactivating a catalyst module which works on the principle of selective catalytic reduction for the reduction of nitrogen oxide in a flue gas.
  • the invention also relates to a fuel for combustion in a combustion process.
  • the invention relates to an exhaust gas purification system of the first type, in particular for a combustion system of a power plant or for an internal combustion engine of a motor vehicle, in which an exhaust gas stream resulting from the combustion is passed through a catalytic converter module to convert a pollutant contained therein by separating a the catalytic conversion of the pollutant-promoting catalytically active material is produced on or in a catalyst substrate, it being possible in particular to convert nitrogen oxide contained in the exhaust gas stream according to the principle of selective catalytic reduction.
  • the invention also relates to an exhaust gas purification system of the second type, in particular for a combustion system of a power plant or an internal combustion engine of a motor vehicle, in which an exhaust gas stream resulting from the combustion of a fuel for converting a pollutant contained therein is passed through a catalyst module which is separated by separating the catalytic conversion of the pollutant-demanding catalytically active material is produced on or in a catalyst substrate, wherein in particular nitrogen oxide contained in the exhaust gas stream can be converted according to the principle of selective catalytic reduction.
  • the oxidic combustion of fossil fuels creates substances or pollutants in the exhaust gas or flue gas that pollute the environment.
  • nitrogen oxides for example NO or NO 2
  • An exhaust gas or fluid flow of a comparable type also arises when diesel fuel or other fuels are burned in the internal combustion engines of motor vehicles.
  • SCR selective catalytic reduction
  • nitrogen oxides are converted catalytically into harmless nitrogen and water vapor by adding ammonia.
  • the flue gas or exhaust gas is passed through a catalytic converter or through a catalytic converter module at a temperature between 300 and 500 ° C.
  • the catalyst module consists of a ceramic matrix or a ceramic catalyst substrate, on which a catalytically active material is deposited, which effects or promotes the conversion of the nitrogen oxides into nitrogen and water vapor.
  • a catalytically active material are, for example, the oxides of titanium, vanadium and / or tungsten and / or molybdenum.
  • SCR catalysts deactivate in the course of their operation, depending on the smoke gas constituents.
  • the reasons for the deactivation are e.g. chemically justified, i.e. that the catalytically active material forms compounds that cannot participate in the SCR process.
  • the catalytically active material is transported out of the catalytic converter module by the exhaust gas stream flowing through during operation. This occurs in particular if the catalytically active material enters into volatile metal-halogen compounds with halogens contained in the exhaust gas.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method, a device and a substance for this purpose.
  • a catalyst module is not necessarily required when performing this method.
  • the catalytic conversion of the pollutant in the exhaust gas can take place solely through such catalytically active material that is fed to the reaction space in the form of the substance.
  • This catalytically active material can be fed continuously or batchwise.
  • the gas stream is passed through a catalyst substra, in particular arranged in the reaction space, or past one.
  • the substance is preferably added to the gas stream in the flow direction upstream of the catalyst substrate.
  • the substance is highly dispersed or atomized when added to the gas stream.
  • the substance is preferably or is admixed with a fuel, the combustion of which produces the substance contained in the gas stream as exhaust gas.
  • a catalytically active material which promotes the catalytic conversion of the substance is incorporated or deposited to form a catalyst module with particular advantage in or on the catalyst substrate.
  • the catalyst module was thus produced, for example, by separating the catalytically active material in a separate manufacturing process before carrying out the method according to the invention.
  • the catalytically active material which is supplied with the gas stream or is formed from the substance is the same as the catalytically active material which was incorporated or deposited in the manufacture of the catalyst module. This regenerates the catalytic converter module in a particularly efficient manner.
  • the catalytic material added to or formed in the gas stream itself has a catalytic effect, so that an increase in the catalytic efficiency would be possible even if the catalyst module were not regenerated.
  • the catalytically active material added upstream of the catalyst module or the catalytically active material formed from the substance has the property of being deposited on the catalyst module.
  • a catalyst module is likewise formed with particular advantage by incorporating or depositing the catalytically active material of the gas stream in or on the catalyst substrate.
  • the catalyst module then gradually forms by separating or storing the catalytically active material formed from or contained in the substance.
  • the catalyst module is produced in particular in the following steps: a) The gas stream is mixed with a substance which is or contains catalytically active material or from which catalytically active material can be separated. b) The gas stream is then passed through or over a catalyst substrate. c) The catalyst module is formed by depositing or embedding the catalytically active material on or in the catalyst substrate.
  • the process-related object is achieved in relation to the method mentioned at the outset according to the invention in that the catalyst module is wetted with a substance which is or contains catalytically active material or from which catalytically active material can be separated.
  • catalytic material is again applied or introduced into or onto the catalyst substrate of the catalyst module.
  • the catalytically active material of the substance is stored and / or deposited in or on the catalytically active material which is present due to the production.
  • the catalytically active material of the substance is particularly advantageously the same as the catalytically active material that was deposited or deposited during the manufacture of the catalyst module.
  • the substance is fed to the catalyst module during catalyst operation.
  • Such online operation has the particular advantage that the catalyst module does not have to be taken out of operation for the regeneration and therefore there is no need to interrupt the catalytically influenced process.
  • the substance is preferably mixed with a substance which is fed to the catalyst module to promote the conversion of the substance. It is therefore advantageously not necessary to have a separate material flow to the catalyst module, since the substance is admixed with the substance that is supplied to the catalyst module anyway in accordance with the operation.
  • the substance is preferably in the vaporized or gaseous state.
  • the substance is or is mixed with a fuel, the combustion of which produces a substance as exhaust gas, which is fed to the catalyst module to promote the conversion of the substance.
  • the catalytically active material preferably contains atoms of one of the elements vanadium, titanium, tungsten, iron and / or molybdenum, and the catalytically active material is in particular an oxide of one of these metals. Mixtures of the elements mentioned are also possible.
  • the related to a material object is .jpg of the invention characterized by '' a fuel for combustion in a combustion process, which contains a substance or a substance is added, the catalytically active material or is selected from the catalytically active material in the combustion arises.
  • the fuel thus contains, in particular, catalytically active material or catalytically active material is added to it.
  • Such a fuel is particularly suitable for carrying out the method according to the invention, in particular for those configurations in which a fuel is explicitly used.
  • the advantages mentioned in this connection apply analogously to the fuel.
  • the substance content in the fuel preferably has a value between 10 mg / kg of fuel and 200 mg / kg of fuel.
  • the catalytic material content of the fuel has a value between 50 mg / kg fuel and 100 mg / kg fuel.
  • the substance, and in particular the catalytically active material is preferably contained in the fuel in dissolved or dispersed form or is added to it in soluble or dispersing form.
  • the catalytically active material is preferably suitable for promoting the conversion of the pollutant formed during the combustion.
  • the catalytically active material has the property of converting nitrogen oxide according to the principle of selective catalytic reduction, which is contained in the exhaust gas produced during the combustion.
  • the catalytically active material contains at least one of the elements vanadium, titanium, tungsten, iron, molybdenum, or mixtures thereof.
  • the device-related object is achieved in relation to the exhaust gas purification system of the first type mentioned at the outset according to the invention by an injection device with which a substance can be fed into the exhaust gas in the flow direction upstream of the catalyst module, the substance being or containing catalytically active material or from the substance being catalytically active Material is separable.
  • the injection device preferably has a storage container for holding the substance.
  • the device-related object is achieved in relation to the exhaust gas cleaning system of the second type mentioned at the outset according to the invention by means of a feed device by means of which a substance can be added to the fuel, the substance being or containing or containing catalytically active material or being able to be separated from the substance.
  • the exhaust gas cleaning systems of both types are particularly suitable for carrying out the first-mentioned method according to the invention.
  • the advantages mentioned in connection with this apply analogously to these emission control systems.
  • the feed device preferably has a storage container for holding the substance.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of an exhaust gas cleaning system according to the invention
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment relating to a method according to the invention
  • FIG. 6 shows a sixth exemplary embodiment relating to an apparatus and a method according to the invention
  • FIG. 1 shows a line 1 in which a reaction space 2 is formed.
  • a catalyst device comprising three catalyst modules 3 is arranged in the reaction space 2.
  • a fluid or gas A which is an exhaust gas or flue gas, flows through the catalyst modules 3 in the flow direction 5.
  • the exhaust gas A contains a substance or pollutant, namely nitrogen oxide NO (NO x ).
  • NO x nitrogen oxide NO
  • SCR selective catalytic reduction
  • ammonia NH (NH 3 ) reducing agent is added to the gas A with the pollutant NO by means of a first feed line 7 opening into the line 1.
  • the exhaust gas A originates, for example, from the combustion system of a power plant operated with gas, oil or coal.
  • the catalyst modules 3 contain K as a catalytically active material, vanadium, molybdenum, tungsten and / or titanium, in particular in oxidic form. In the preferred temperature range of 300 ° C to 450 ° C, the catalytically active materials K used for the SCR process work highly selectively, so that undesirable side reactions are largely prevented.
  • the catalyst modules 3 can partially or completely deactivate after prolonged operation.
  • new or fresh catalytically active material KU is fed to the exhaust gas A in the flow direction 5 upstream of the catalyst modules 3 by means of an injection device 8.
  • the injection device 8 can also be used to supply a substance S from which the catalytically active material KU is formed, for example only in the exhaust gas stream A.
  • the added or forming catalytically active material KU is the same or has a similar composition to the catalytically active material K that is already present in the catalyst modules 3 or was originally present.
  • the injection device 8 has a storage container 11 for holding the substance S or the catalytically active material KU.
  • a second feed line 9 opens into the line 1 carrying the exhaust gas A.
  • the second feed line 9 is configured at its mouth in such a way that the substance S or the catalytically active material KU disperses or enters the line 1 is atomized.
  • the second exemplary embodiment of a method according to the invention shown in FIG. 2 differs from the first exemplary embodiment essentially in that the
  • Substance S or the fresh catalytically active material KU is mixed with a fuel B, from which voltage in a combustion chamber 15, the exhaust gas A only arises.
  • the fuel B to which the substance S or the catalytically active material KU is added in dissolved or dispersed form, is conveyed into the combustion chamber 15 by means of a fuel line 17.
  • a pump 19 is provided to deliver the fuel B from a tank 21.
  • the fuel B contains the substance S or the catalytically active material KU with a proportion between 10 mg / kg fuel and 200 mg / kg fuel.
  • the fuel B is burned in the combustion chamber 15, producing nitrogen oxide-containing exhaust gas A.
  • the new catalytically active material KU also forms from the substance S in the combustion chamber 15.
  • the exhaust gas A with the nitrogen oxide NO and the new catalytically active material KU comes out of the combustion chamber 15 through the line 1 to the catalyst modules 3 in the reaction space 2.
  • the first feed line is used, as in the first exemplary embodiment 7 ammonia NH mixed.
  • the catalyst modules 3 are regenerated by the combustion of the fuel B mixed with substance S or catalytically active material KU for a longer period of time.
  • catalytic material KU was added to the fuel B of a refinery power plant as a mixture of vanadium V and iron Fe. 102 mg vanadium and 252 mg Eis.en per kg fuel B were added. During the combustion of fuel B, an exhaust gas flow with a volume flow iN moist of 150,000 m 3 / h was generated. The vanadium content in exhaust gas A or flue gas was 316 ppm. A damp smoke density of 1.31 kg / m 3 was used as a basis. The operating temperature of the catalyst modules 3 was 370 ° C.
  • the vanadium content V205 in the catalyst modules 3 is plotted in percent on the left ordinate.
  • the time t in hours (h) is plotted on the abscissa.
  • the diagram shows that the vanadium content V205 had risen to about 1.3%.
  • the nitrogen oxide-specific catalytic activity K-NOx of the catalyst modules 3 rose from initially approximately 41.5 m / h to approximately 48.5 m / h after 6000 operating hours (right ordinate).
  • FIG. 8 the oxidation rate K-SOx for the oxidation reaction from S0 2 to S0 3 is plotted on the right ordinate. During the 6000-hour observation phase, this increased from initially 200 m / h to approx. 550 m / h.
  • the third exemplary embodiment shown in FIG. 3 differs from the second exemplary embodiment shown in FIG. 2 in that the substance S or the fresh catalytically active material KU is not already mixed into the fuel B in the tank 21, but is only mixed into the fuel B from a separate container 25 after it has been conveyed out of the tank 21.
  • the substance S or the catalytically active material KU is fed from the container 25 to the fuel line 17 by means of a feed line 27, so that the fuel B mixed with the substance S or the fresh catalytically active material KU - as in the exemplary embodiment of Figure 2 - gets into the combustion chamber 15.
  • This variant of supplying fuel to the combustion chamber 15 can also be implemented in the exemplary embodiment in FIG. 2.
  • the container 25 and the feed line 27 form a feed device 28.
  • the exemplary embodiment in FIG. 3 also differs from the exemplary embodiment in FIG. 2 in that no catalyst modules 3 are present.
  • the catalytic conversion of the nitrogen oxides NO produced during the combustion in the exhaust gas stream A is done in this embodiment by the action al ⁇ lein of the fuel admixed B ka ⁇ catalytically active material KU on the nitrogen oxides NO, in particular in the reaction space. 2
  • the fourth exemplary embodiment of a method according to the invention shown in FIG. 4 serves to reactivate an at least partially deactivated catalyst module 3.
  • the reactivation takes place ex-situ in the example shown, i.e. in a state in which the catalyst modules 3 are not used for the catalytic conversion of the substance NO.
  • the deactivated catalyst modules 3 are arranged in this Reakti ⁇ onsraum 2 and are wetted with a substance S, the new or fresh catalytically active material KU is or contains or can be separated from such a catalytically active material KU.
  • an initially inert catalyst substrate 33 is assumed.
  • This catalyst substrate 33 is acted upon by a gas stream or exhaust gas stream A which arises, for example, when a fuel is burned.
  • the gas flow A is either in a manner analogous to FIGS. 2 or 3 (in FIG.
  • a substance S is added which is or contains catalytically active material K or from which catalytically active material K can be formed.
  • a catalyst module 3 is thus produced by introducing the inert catalyst substrate 33 into the line 1 through which the exhaust gas A flows.
  • the exhaust gas purification system 41 shown in FIG. 6 as the sixth exemplary embodiment comprises, like the third exemplary embodiment shown in FIG. 3, a feed device 28. In contrast to FIG. 3, however, in FIG. 3,
  • catalyst modules 3 are present in the reaction chamber 2, which have been produced by depositing or depositing a catalytically active material K in or on a catalyst substrate 31.
  • the catalyst modules 3 are therefore regenerated by means of the new or fresh catalytically active material KU added by the feed device 28, or by means of the substance S, “in situ” or “online”.
  • a downstream of the capacitor modules 3 in the flow direction 5 is a separating device 49, in which catalytic converter 3 which is not required for regeneration of the catalyst modules effective material KU, that is, 'which is still contained in the exhaust gas stream A after the catalyst modules 3, is separated.
  • a return line 51 leads from the separating device 49 - possibly via a concentrating device (not shown) - to the feed device 28. In this way, catalytically active material KU that is fed in but not required can be used again for feeding into the fuel B. As a result, the costs for catalytically active material KU are considerably reduced.

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Abstract

Zur Umwandlung eines Stoffs in einem Gasstrom (A) wird der Gasstrom (A) einem Reaktionsraum (2) zugeführt und der Stoff (NO) der Einwirkung eines katalytisch wirksamen Material (K, KU) ausgesetzt. Mit dem Gasstrom (A) wird dem Reaktionsraum (2) eine Substanz (S) zugeführt, die katalytisch wirksames Material (K; KU) ist oder aus der katalytisch wirksames Material (K; KU) bildbar ist. Vorzugsweise ist oder wird die Substanz (S) einem Brennstoff (B) beigemischt, bei dessen Verbrennung der im Gasstrom (A) enthaltene Stoff (NO) als Abgas entsteht. Bei einem Verfahren zur Reaktivierung eines desaktivierten Katalysatormoduls (3) wird das Katalysatormodul (3) mit einer Substanz (S) benetzt, die frisches katalytisch wirksames Material (KU) ist oder enthält oder aus der solches Material abscheidbar ist. Beide Verfahren sind insbesondere nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion zum Abbau von Stickoxid (NO) in einem Rauchgas (A) einsetzbar. Es ist auch ein Brennstoff (B) beschrieben, der eine Substanz (S) enthält, die katalytisch wirksames Material ist oder aus der bei der Verbrennung katalytisch wirksames Material (KU) entsteht.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung eines Stoffs
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Katalysatoren.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung eines Stoffs in einem Gasstrom, insbesondere zur katalytischen Um- Wandlung von Stickoxid in einem mit Ammoniak vermischten
Rauchgasstrom zu Wasser und Stickstoff nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion, wobei der Gasstrom einem Reaktionsraum zugeführt und wobei der Stoff der Einwirkung eines katalytisch wirksamen Materials ausgesetzt wird.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Reaktivierung eines zumindest teilweise desaktivierten Katalysatormoduls, das durch Abscheiden eines katalytisch wirksamen Materials in oder auf einem Katalysatorsubstrat hergestellt worden ist, insbesondere zur Reaktivierung eines nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion arbeitenden Katalysatormoduls zum Abbau von Stickoxid in einem Rauchgas.
Die Erfindung betrifft außerdem einen Brennstoff zur Verbren- nung in einem Verbrennungsprozeß.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Abgasreinigungsanlage ersten Typs, insbesondere für eine Verbrennungsanlage eines Kraftwerks oder für einen Verbrennungsmotor ei- nes Kraftfahrzeugs, bei der ein bei der Verbrennung entstehender Abgasstrom zur Umwandlung eines darin enthaltenen Schadstoffs durch ein Katalysatormodul geführt ist, das durch Abscheiden eines die katalytische Umwandlung des Schadstoffs fördernden katalytisch wirksamen Materials auf oder in einem Katalysatorsubstrat hergestellt ist, wobei insbesondere im Abgasstrom enthaltenes Stickoxid nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion umwandelbar ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Abgasreinigungsanlage zweiten Typs, insbesondere für eine Verbrennungsanlage eines Kraftwerks oder einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, bei der ein aus der Verbrennung eines Brennstoffs entstehender Abgasstrom zur Umwandlung eines darin enthaltenen Schadstoffs durch ein Katalysatormodul geführt ist, das durch Abscheiden eines die katalytische Umwandlung des Schadstoffs fordernden katalytisch wirksamen Materials auf oder in einem Katalysatorsubstrat hergestellt ist, wobei insbesondere im Abgasstrom enthaltenes Stickoxid nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion umwandelbar ist.
Bei der oxidischen Verbrennung von fossilen Brennstoffen, entstehen im Abgas oder Rauchgas Stoffe oder Schadstoffe, welche die Umwelt belasten. Beispielsweise sind in den Rauchgasen, welche in Müllverbrennungsanlagen, Kraftwerken, Schmelzöfen oder Heizwerken entstehen, Stickoxide, z.B. NO oder N02, enthalten. Ein Abgas- oder Fluidstrom vergleichbarer Art entsteht auch bei der Verbrennung von Dieselkraft- stoff oder anderen Kraftstoffen in den Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen.
Zur Umwandlung der ungewünschten Stickoxide ist ein unter der Bezeichnung „selektive katalytische Reduktion (SCR)" bekann- tes Verfahren z.B. in einem Prospekt der Siemens AG mit der
Bestellnummer A96001-U11-A294-V1 aus dem Jahre 1996, oder aus der deutschen Patentschrift DE 24 58 888 bekannt.
Die Stickoxide werden bei diesem Verfahren durch Zugabe von Ammoniak katalytisch in harmlosen Stickstoff und Wasserdampf umgewandelt. Hierzu wird das Rauchgas oder Abgas bei einer Temperatur zwischen 300 und 500 °C durch einen Katalysator oder durch ein Katalysatormodul geleitet. Das Katalysatormodul besteht aus einer keramischen Matrix oder einem kerami- sehen Katalysatorsubstrat, auf dem ein katalytisch wirksames Material abgeschieden ist, welches die Umwandlung der Stickoxide in Stickstoff und Wasserdampf bewirkt oder fördert. Ein solches katalytisches Material sind beispielsweise die Oxide des Titans, Vanadiums und/oder des Wolframs und /oder des Molybdäns.
Es ist bekannt, daß SCR-Katalysatoren in Abhängigkeit von den Rauchgasinhaltsstoffen im Laufe ihres Betriebs desaktivieren. Die Ursachen für die Desaktivierung sind z.B. chemisch begründet, d.h. daß das katalytisch wirksame Material Verbindungen eingeht, die nicht am SCR-Prozeß teilhaben können. Es kann aber auch sein, daß im Laufe des Betriebs das katalytisch wirksame Material vom durchströmenden Abgasstrom aus dem Katalysatormodul heraus transportiert wird. Dies tritt insbesondere dann auf, falls das katalytisch wirksame Material mit im Abgas enthaltenen Halogenen leicht flüchtige Me- tall-Halogen-Verbindungen eingeht.
Die Desaktivierung der SCR-Katalysatoren wurde bislang dadurch ausgeglichen, dass zusätzliches Katalysatorvolumen oder weitere Katalysatormodule zugebaut wurden. Diese Vorgehens- weise ist teuer und aufwendig. Bei Durchführung der' SCR im
Kraftfahrzeugbereich ist sie technisch nur unter unvertretbarem Aufwand durchführbar. Beim Einsatz im Kraftwerksbereich ist ein Kraftwerksstillstand- erforderlich.
Es besteht demzufolge ein Bedarf, der Desaktivierung des katalytisch wirksamen Materials durch andere Maßnahmen zu begegnen. Der Erfindung liegt die daher Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Vorrichtung und einen Stoff zu diesem Zwecke anzugeben.
Diese Aufgabe wird bezogen auf das eingangs erstgenannte Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mit dem Gasstrom dem Reaktionsraum eine Substanz zugeführt wird, die katalytisch wirksames Material ist oder aus der katalytisch wirksames Material bildbar ist. Vorzugsweise wird die Substanz kontinuierlich zugegeben. Es ist aber auch eine diskontinuierliche Zugabe möglich.
Bei Durchführung dieses Verfahrens ist ein Katalysatormodul nicht notwendigerweise erforderlich. Die katalytische Umwandlung des Schadstoffs im Abgas kann allein durch solches kata- lytisches wirksames Material erfolgen, das dem Reaktionsraum in Form der Substanz zugeführt wird. Dieses katalytische wirksame Material kann kontinuierlich oder diskontinuierlich zugeführt werden.
Nach eir.-;r bevorzugten Ausgestaltung wird der Gasstrom durch ein, insbesondere im Reaktionsraum angeordnetes, Katalysator- substra oder an einem solchen vorbei geführt.
Vorzugswei e wird die Substanz dem Gasstrom in Strömungsrichtung vor dem Katalysatorsubstrat zugegeben.
Insbesondere wird die Substanz bei Zugabe in den Gasstrom ho- mögen dispergiert oder zerstäubt.
Bevorzugt ist oder wird die Substanz einem Brennstoff beigemischt, bei dessen Verbrennung der im Gasstrom enthaltene Stoff als Abgas entsteht.
Mit besonderem Vorteil ist in oder auf dem Katalysatorsubstrat ein die katalytische Umwandlung des Stoffs förderndes katalytisch wirksames Material ein Katalysatormodul bildend eingelagert bzw. abgelagert. Das Katalysatormodul wurde also zum Beispiel durch Abscheiden des katalytisch wirksamen Materials in einem gesonderten Herstellungsprozeß vor Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung produziert.
Falls ein solches Katalysatormodul ganz oder teilweise desak- tiviert ist, ist es mit diesem Verfahren möglich, es quasi in situ zu regenerieren. Das Katalysatormodul muß also zur Regenerierung nicht notwendigerweise außer Betrieb genommen wer- den, d.h. insbesondere muss ein Kraftwerk nicht zwingend außer Betrieb gehen. Bei einem frischen oder unverbrauchten Katalysatormodul wird bei Anwendung dieses Verfahrens einer Desaktivierung bereits von Beginn an entgegengewirkt.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist das katalytisch wirksame Material, das mit dem Gasstrom zugeführt bzw. aus der Substanz gebildet wird, das gleiche wie das katalytisch wirksame Material, das bei der Herstellung des Katalysator- moduls ein- bzw. abgelagert wurde. Dadurch wird das Kätalysa- tormodul in besonders effizienter Weise regeneriert.
Außerdem wirkt das dem Gasstrom zugegebene oder in ihm gebildete katalytische Material selbst katalytisch, so daß selbst bei nicht stattfindender Regenerierung des Katalysatormoduls eine Steigerung der Katalyseeffizienz möglich wäre.
Zur Steigerung des Regenerierüngseffekts hat das vor dem Katalysatormodul zugegebene katalytisch wirksame Material bzw. das aus der Substanz gebildete katalytisch wirksame Material die Eigenschaft, sich auf dem Katalysatormodul abzulagern.
Ebenfalls mit besonderem Vorteil wird durch Ein- oder Ablagerung des katalytisch wirksamen Materials des Gasstroms in bzw. auf das Katalysatorsubstrat ein Katalysatormodul gebildet.
Mit diesem Verfahren ist es nämlich in besonders vorteilhafter Weise möglich, in den Gasstrom ein inertes oder kataly- tisch inaktives Katalysatorsubstrat einzubringen. Das Katalysatormodul bildet sich dann nach und nach durch Abscheidung oder Einlagerung des aus der Substanz gebildeten oder darin enthaltenen katalytisch wirksamen Materials.
Die Herstellung des Katalysatormoduls geschieht insbesondere in folgenden Schritten: a) Dem Gasstrom wird eine Substanz beigemischt, die katalytisch wirksames Material ist oder enthält oder aus der katalytisch wirksames Material abscheidbar ist. b) Der Gasstrom wird anschließend durch oder über ein Katalysatorsubstrat geführt. c) Durch Ab- oder Einlagerung des katalytisch wirksamen Materials auf dem bzw. in das Katalysatorsubstrat wird das Katalysatormodul gebildet .
Die verfahrensbezogene Aufgabe wird bezogen auf das eingangs zweitgenannte Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Katalysatormodul mit einer Substanz benetzt wird, die katalytisch wirksames Material ist oder enthält oder aus der katalytisch wirksames Material abscheidbar ist.
Es wird also beispielsweise in oder auf das Katalysatorsub- strat des Katalysatormoduls, nachdem das Katalysatormodul für längere Zeit in Betrieb war, erneut katalytisch wirksames Material auf oder eingebracht.
Insbesondere wird das katalytisch wirksame Material der Substanz in oder auf das herstellungsbedingt vorhandene katalytisch wirksame Material ein- und/oder abgelagert.
Mit besonderem Vorteil ist das katalytisch wirksame Material der Substanz das gleiche wie das katalytisch wirksame Material, das bei der Herstellung des Katalysatormoduls ein bzw. abgelagert wurde.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird die Substanz dem Katalysatormodul während des Katalysatorbetriebs zugeführt. Ein derartiger online-Betrieb hat den besonderen Vorteil, daß das Katalysatormodul zur Regenerierung nicht außer Betrieb genommen werden muß und deshalb keine Unterbre- chung des katalytisch beeinflußten Prozesses stattfinden muß. Vorzugsweise wird die Substanz mit einem Stoff vermischt, der dem Katalysatormodul zur Förderung der Umwandlung des Stoffs zugeführt wird. Es ist also in vorteilhafter Weise kein gesonderten Stoffstrom zum Katalysatormodul erforderlich, da die Substanz dem Stoff beigemischt wird, der betriebsgemäß ohnehin dem Katalysatormodul zugeführt wird.
Zum Benetzen des Katalysatormoduls liegt die Substanz vorzugsweise im verdampften oder gasförmigen Zustand vor.
Nach einer bevorzugten Variante ist oder wird die Substanz einem Brennstoff beigemischt, bei dessen Verbrennung ein Stoff als Abgas entsteht, der dem Katalysatormodul zur Förderung der Umwandlung des Stoffs zugeführt wird.
Bei allen genannten Verfahren enthält das katalytisch wirksame Material vorzugsweise Atome eines der Elemente Vanadium, Titan, Wolfram, Eisen und/oder Molybdän, und das katalytisch wirksame Material ist insbesondere ein Oxid eines dieser Me- talle. Auch Mischungen der genannten Elemente sind möglich.
Die auf einen Stoff bezogene Aufgabe wird .gemäß der Erfindung dadurch durch'' einen Brennstoff zur Verbrennung in einem Verbrennungsprozeß, der eine Substanz enthält oder dem eine Sub- stanz zugegeben ist, die katalytisch wirksames Material ist oder aus der bei der Verbrennung katalytisch wirksames Material entsteht. Der Brennstoff enthält also insbesondere katalytisch wirksames Material oder ihm ist katalytisch wirksames Material zugegeben.
Ein solcher Brennstoff ist insbesondere zur Durchführung der Verfahren nach der Erfindung geeignet, und zwar besonders für diejenigen Ausgestaltungen, bei denen explizit ein Brennstoff zum Einsatz kommt. Die in diesem Zusammenhang genannten Vor- teile gelten für den Brennstoff analog. Vorzugsweise weist der Substanzgehalt im Brennstoff einen Wert zwischen 10 mg/kg Brennstoff und 200 mg/kg Brennstoff auf.
Insbesondere weist der Gehalt des Brennstoffs an katalyti- schem Material einen Wert zwischen 50 mg/kg Brennstoff und 100 mg/kg Brennstoff auf.
Die Substanz, und insbesondere das katalytisch wirksame Mate- rial, ist vorzugsweise in gelöster oder dispergierter Form im Brennstoff enthalten bzw. ist ihm in löslicher oder disper- gierender Form zugegeben.
Das katalytisch wirksame Material ist vorzugsweise dazu ge- eignet, die Umwandlung bei der Verbrennung entstehenden Schadstoffs zu fördern.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung hat das katalytisch wirksame Material die Eigenschaft, Stickoxid nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion umzuwandeln, das im bei der Verbrennung entstehenden Abgas enthalten ist.
Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des Brennstoffs enthält das katalytisch wirksame Material mindestens eines der Elemente Vanadium, Titan, Wolfram, Eisen, Molybdän, oder Mischungen daraus.
Die vorrichtungsbezogene Aufgabe wird bezogen auf die eingangs genannte Abgasreinigungsanlage ersten Typs gemäß der Erfindung gelöst durch eine Injektionseinrichtung, mit der eine Substanz in Strömungsrichtung vor dem Katalysatormodul in das Abgas einspeisbar ist, wobei die Substanz katalytisch wirksames Material ist oder enthält oder aus der Substanz katalytisch wirksames Material abscheidbar ist.
Vorzugsweise weist die Injektionseinrichtung einen Vorratsbehälter zur Aufnahme der Substanz auf. Die vorrichtungsbezogene Aufgabe wird bezogen auf die eingangs genannte Abgasreinigungsanlage zweiten Typs gemäß der Erfindung gelöst durch eine Einspeiseeinrichtung mittels der dem Brennstoff eine Substanz zusetzbar ist, wobei die Sub- stanz katalytisch wirksames Material ist oder- enthält oder aus der Substanz katalytisch wirksames Material abscheidbar ist .
Die Abgasreinigungsanlagen beider Typen sind insbesondere zur Durchführung des erstgenannten Verfahrens nach der Erfindung geeignet. Die in Zusammenhang damit genannten Vorteile gelten für diese Abgasreinigungsanlagen analog.
Vorzugsweise weist die Einspeiseeinrichtung einen Lagerbehäl- ter zur Aufnahme der Substanz auf.
Sechs Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung nach der Erfindung bzw. zur Erläuterung eines Verfahrens nach der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 6 näher erläu- tert. Es zeigen:
FIG 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Abgasreinigungsanlage nach der Erfindung,
FIG 2 ein zweites Ausführungsbeispiel betreffend die
Durchführung eines Verfahrens nach der Erfindung,
FIG 3 ein drittes Ausführungsbeispiel betreffend ein Verfahren nach der Erfindung,
FIG 4 ein viertes Ausführungsbeispiel betreffend ein Verfahren nach der Erfindung,
IG 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel betreffend ein Ver- fahren nach der Erfindung, FIG β ein sechstes Ausführungsbeispiel betreffend eine Vorrichtung und ein Verfahren nach der Erfindung,
FIG 7 ein erstes Meßergebnis, das mit dem Verfahren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erzielt wurde, und
FIG 8 ein zweites Meßergebnis, das mit dem Verfahren des zweiten Ausführungsbeispiels erzielt wurde.
Figur 1 zeigt eine Leitung 1, in der ein Reaktionsraum 2 ge- bildet ist. Im Reaktionsraum 2 ist eine Katalysatoreinrichtung umfassend drei Katalysatormodule 3 angeordnet. Die Katalysatormodule 3 werden in Strömungsrichtung 5 von einem Fluid oder Gas A, das ein Abgas oder Rauchgas ist, durchströmt. Das Abgas A enthält einen Stoff oder Schadstoff, und zwar Stick- oxid NO (NOx) . Zur Minderung der Stickoxide nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) wird dem Gas A mit dem Schadstoff NO mittels einer in die Leitung 1 mündenden ersten Speiseleitung 7 Ammoniak NH (NH3) Reduktionsmittel zugeführt. Die Stickoxide NO gelangen zusammen mit dem zuge- mischten Ammoniak NH in die Katalysatormodule 3 im Reaktionsraum 2. Dort findet eine Umwandlung des Stickoxids NO in Stickstoff (N2) und Wasserdampf (H20) statt, so daß der nach den Katalysatormodulen 3 austretende Gasstrom einen stark verminderten Stickoxidgehalt aufweist.
Das Abgas A entstammt beispielsweise der Feuerungsanlage eines mit Gas, Öl oder Kohle betriebenen Kraftwerks. Die Katalysatormodule 3 beinhalten als katalytisch wirksames Material K Vanadium, Molybdän, Wolfram und/oder Titan, insbeson- dere in oxidischer Form. Im bevorzugten Temperaturbereich von 300 °C bis 450 °C arbeiten die für das SCR-Verfahren benutzten katalytisch wirksamen Materialien K hochselektiv, so dass unerwünschte Nebenreaktionen weitgehend verhindert sind.
Die Katalysatormodule 3 können nach längerem Betrieb teilweise oder völlig desaktivieren. Als mögliche Desaktivierungsursachen kommen die Einwirkung von Staub oder die Einwirkung chemischer Verbindungen, beispielsweise von im Abgas A enthaltenen Halogenen, auf das katalytisch wirksame Material K in Frage.
Zur Insitu-Regenerierung der desaktivierten Katalysatormodule 3 wird dem Abgas A in Strömungsrichtung 5 vor den Katalysatormodulen 3 mittels einer Injektionseinrichtung 8 neues oder frisches katalytisch wirksames Material KU zugeführt. Anstelle von katalytisch wirksamem Material KU kann mittels der Injektionseinrichtung 8 auch eine Substanz S zugeführt werden, aus der sich, beispielsweise erst im Abgasstrom A, das katalytisch wirksame Material KU bildet. Das zugegebene oder sich bildende katalytisch wirksame Material KU ist das gleiche oder weist eine ähnliche Zusammensetzung auf wie das katalytisch wirksame Material K, das in den Katalysatormodulen 3 bereits vorhanden ist oder ursprünglich vorhanden war.
Die Injektionseinrichtung 8 weist einen Vorratsbehälter 11 zur Aufnahme der Substanz S bzw. des katalytisch wirksamen Materials KU auf. Von dem Vorratsbehälter 11 ausgehend mündet eine zweite Speiseleitung 9 in der Abgas A führenden Leitung 1. Die zweite Speiseleitung 9 ist an ihrer Mündung derart ausgestaltet, daß die Substanz S bzw. das katalytisch wirksame Material KU beim Eintritt in die Leitung 1 disper- giert oder zerstäubt wird.
Die Leitung 1, die Katalysatormodule 3 und die erste Speiseleitung 7 bilden zusammen mit der Injektionseinrichtung 8 eine Abgasreinigungsanlage 13, die sowohl stationär für eine Verbrennungsanlage eines Kraftwerks als auch mobil für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs verwendbar ist.
Das in Figur 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines Verfahrens nach der Erfindung unterscheidet sich von dem er- sten Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß die
Substanz S oder das frische katalytisch wirksame Material KU einem Brennstoff B beigemischt ist, aus dem bei der Verbren- nung in einer Brennkammer 15 das Abgas A erst entsteht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Brennstoff B, dem die Substanz S oder das katalytisch wirksame Material KU in gelöster oder dispergierter Form zugegeben ist, mittels einer Brennstoffleitung 17 in die Brennkammer 15 gefördert. Zur Förderung des Brennstoffs B aus einem Tank 21 ist eine Pumpe 19 vorhanden. Der Brennstoff B enthält die Substanz S oder das katalytisch wirksame Material KU mit einem Anteil zwischen 10 mg/kg Brennstoff und 200 mg/kg Brennstoff.
In der Brennkammer 15 wird der Brennstoff B verbrannt, wobei stickoxidhaltiges Abgas A entsteht. Beispielsweise bildet sich in der Brennkammer 15 aus der Substanz S auch das neue katalytisch wirksame Material KU . Aus der Brennkammer 15 her- aus gelangt das Abgas A mit dem Stickoxid NO und dem neuen katalytisch wirksamen Material KU durch die Leitung 1 zu den Katalysatormodulen 3 im Reaktionsraum 2. In Strömungsrichtung 5 vor den Katalysatormodulen 3 wird wie beim ersten Ausführungsbeispiel über die erste Speiseleitung 7 Ammoniak NH zugemischt.
Durch die Verbrennung des mit Substanz S oder katalytisch wirksamem Material KU versetzten Brennstoffs B während eines längeren Zeitraums werden die Katalysatormodule 3 regene- riert.
Diese Regenerierung ist aus dem in Figur 7 dargestellten ersten Meßergebnis ersichtlich. Bei dem zugrundeliegenden Experiment wurde dem Brennstoff B eines Raffineriekraftwerks ka- talytisch wirksames Material KU als ein Gemisch von Vanadium V und Eisen Fe zugesetzt. Es wurden 102 mg Vanadium und 252 mg Eis.en pro kg Brennstoff B zugegeben. Bei der Verbrennung des Brennstoffs B wurde ein Abgasstrom mit einem Volumenstrom i.N. feucht von 150.000 m3/h erzeugt. Der Vanadium- Gehalt im Abgas A oder Rauchgas betrug 316 ppm. Dabei wurde eine feuchte Rauchgasdichte von 1,31 kg/m3 zugrunde gelegt. Die Betriebstemperatur der Katalysatormodule 3 betrug 370 °C. In der nachstehenden Tabelle ist der Vanadium-Gehalt V205 (Gehalt an Vanadiumoxid V205) zu Beginn der Verbrennung des Brennstoffs B (t = Oh) und nach ca. 6000 h angegeben, und zwar jeweils gemessen auf der Anströmseite und auf der Abströmseite der Katalysatormodule 3:
In dem Diagramm der Figur 7 ist auf der linken Ordinate der Vanadium-Gehalt V205 in den Katalysatormodulen 3 in Prozent aufgetragen. Auf der Abszisse ist die Zeit t in Stunden (h) aufgetragen.
Der Vanadium-Gehalt V205 in den teilweise desaktivierten Ka- talysatormodulen 3 betrug zu Beginn der Regenerierungsmaßnahme (t = 0h) etwa 0,4%. Nach 6000 Betriebsstunden wurde der Vanadium-Gehalt V205 mit RFA (= Röntgenfloureszenzanalyse) gemessen, wobei zuvor ein Staubbelag entfernt wurde.
Das Diagramm zeigt, daß der Vanadium-Gehalt V205 auf etwa 1,3% angestiegen war. Im Ergebnis stieg die stickoxidspezi- fische katalytische Aktivität K-NOx der Katalysatormodule 3 von zunächst etwa 41,5 m/h auf ca. 48,5 m/h nach 6000 Betriebsstunden (rechte Ordinate) .
In Figur 8 ist die Oxidationsrate K-SOx für die Oxidations- reaktion von S02 zu S03 auf der rechten Ordinate aufgetragen. Diese nahm während der 6000-stündigen Beobachtungsphase von zunächst 200 m/h auf ca. 550 m/h zu.
Das in Figur 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 2 dargestellten zweiten Aus¬ führungsbeispiel zunächst dadurch, daß die Substanz S oder das frische katalytisch wirksame Material KU dem Brennstoff B im Tank 21 nicht bereits zugemischt ist, sondern aus einem gesonderten Behälter 25 heraus dem Brennstoff B erst dann zugemischt wird, nachdem dieser aus dem Tank 21 gefördert ist. Im dargestellten Beispiel wird die Substanz S oder das katalytisch wirksame Material KU aus dem Behälter 25 mittels einer Zufuhrleitung 27 der Brennstoffleitung 17 zugeführt, so daß der Brennstoff B vermischt mit der Substanz S oder dem frischen katalytisch wirksamen Material KU - wie bei dem Aus- führungsbeispiel der Figur 2 - in die Brennkammer 15 gelangt. Diese Variante der Brennstoffzufuhr in die Brennkammer 15 kann auch bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 realisiert sein. Der Behälter 25 und die Zufuhrleitung 27 bilden eine Einspeiseeinrichtung 28.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 weiterhin dadurch, daß keine Katalysatormodule 3 vorhanden sind. Die katalytische Umwandlung der bei der Verbrennung entstehenden Stickoxide NO im Abgasstrom A geschieht bei diesem Ausführungsbeispiel al¬ lein durch Einwirkung des dem Brennstoff B beigemischten ka¬ talytisch wirksamen Materials KU auf die Stickoxide NO, insbesondere im Reaktionsraum 2.
Das in Figur 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel eines Verfahrens nach der Erfindung dient der Reaktivierung eines zumindest teilweise desaktivierten Katalysatormoduls 3. Die Reaktivierung findet im dargestellten Beispiel ex-situ statt, d.h. in einem Zustand, in dem die Katalysatormodule 3 nicht zur katalytischen Umwandlung des Stoffs NO eingesetzt sind.
Die desaktivierten Katalysatormodule 3 sind hierzu im Reakti¬ onsraum 2 angeordnet und werden mit einer Substanz S benetzt, die neues oder frisches katalytisch wirksames Material KU ist oder enthält oder aus der solches katalytisch wirksames Mate- rial KU abscheidbar ist. Das frische katalytisch wirksame
Material KU lagert sich hierbei in oder auf einem Katalysa¬ torsubstrat 31 ein bzw. ab, in oder auf dem bereits bei der Herstellung der Katalysatormodule 3 katalytisch wirksames Material K ein- oder abgelagert wurde. Die Katalysatormodule 3 werden auf diese Weise regeneriert.
Bei dem in Figur 5 dargestellten fünften Ausführungsbeispiel wird von einem zunächst inerten Katalysatorsubstrat 33 ausgegangen. Dieses Katalysatorsubstrat 33 wird von einem Gasstrom oder Abgasstrom A beaufschlagt, der beispielsweise bei der Verbrennung eines Brennstoffs entsteht. Dem Gasstrom A ist entweder in zu den Figuren 2 oder 3 analoger Weise (in Figur
5 nicht explizit dargestellt) oder mittels einer in die Leitung 1 mündenden Zweigleitung 29 eine Substanz S zugesetzt, die katalytisch wirksames Material K ist oder enthält oder aus der katalytisch wirksames Material K bildbar ist. Gemäß dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird also durch Einbringen des inerten Katalysatorsubstrats 33 in die vom Abgas A durchströmte Leitung 1 ein Katalysatormodul 3 hergestell .
Die in Figur 6 als sechstes Ausführungsbeispiel dargestellte Abgasreinigungsanlage 41 umfaßt, wie das in Figur 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel, eine Einspeiseeinrichtung 28. Im Gegensatz zu Figur 3 sind jedoch bei den in Figur
6 dargestellten Ausführungsbeispiel, wie auch beim Ausfüh- rungsbeispiel der Figur 2, Katalysatormodule 3 im Reaktionsraum 2 vorhanden, die durch Ein- oder Ablagern eines katalytisch wirksamen Materials K in bzw. auf ein Katalysatorsubstrat 31 hergestellt worden sind. Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel werden also die Katalysatormo- dule 3 mittels des durch die Einspeiseeinrichtung 28 zugesetzten neuen oder frischen katalytisch wirksamen Materials KU, bzw. mittels der Substanz S, „insitu" oder "online" regeneriert .
Den Kondensatormodulen 3 in Strömungsrichtung 5 nachgeschaltet ist eine Abscheideeinrichtung 49, in der zur Regenerierung der Katalysatormodule 3 nicht benötigtes katalytisch wirksames Material KU, d.h. solches, das' im Abgasstrom A nach den Katalysatormodulen 3 noch enthalten ist, abgetrennt wird. Von der Abscheideeinrichtung 49 führt eine Rückführleitung 51 - gegebenenfalls über eine nicht dargestellte Konzentriereinrichtung - zur Einspeiseeinrichtung 28. Auf diese Weise kann eingespeistes, aber nicht benötigtes katalytisch wirksames Material KU erneut zur Einspeisung in den Brennstoff B verwendet werden. Dadurch sind die Kosten für katalytisch wirksames Material KU erheblich reduziert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Umwandlung eines Stoffs (NO) in einem Gasstrom (A) , insbesondere zur katalytischen Umwandlung von Stickoxid in einem mit Ammoniak (NH) vermischten Rauchgasstrom zu Wasser und Stickstoff nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion, wobei der Gasstrom (A) einem Reaktionsraum (2) zugeführt und wobei der Stoff (NO) der Einwirkung eines katalytisch aktiven Materials (K, KU) ausge- setzt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mit dem Gasstrom (A) dem Reaktionsraum (2) eine Substanz (S) zugeführt wird, die katalytisch wirksames Material (K; KU) ist oder aus der katalytisch wirksames Material (K; KU) bildbar ist (Figuren 1, 2, 3, 5, 6) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Gasstrom (A) durch ein, insbesondere im Reaktionsraum (2) ange- ordnetes, Katalysatorsubstrat (31; 33) oder an einem solchen vorbei geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Sub- stanz (S) dem Gasstrom (A) in Strömungsrichtung (5) vor dem Katalysatorsubstrat (31; 33) zugegeben wird (Figuren 1, 5) .
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Sub- stanz (S) bei Zugabe in den Gasstrom (A) homogen dispergiert oder zerstäubt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Sub- stanz (S) einem Brennstoff (B) beigemischt ist oder wird, bei dessen Verbrennung der im Gasstrom (A) enthaltene Stoff (NO) als Abgas entsteht (Figuren 2 bzw. 3, 6) .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in oder auf dem Katalysatorsubstrat (31) ein die katalytische Umwandlung des Stoffs (NO) förderndes katalytisch wirksames Mate- rial (K) ein Katalysatormodul (3) bildend eingelagert bzw. abgelagert ist (Figuren 1, 2) .
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das kata- lytisch wirksame Material (KU) , das mit dem Gasstrom (A) zugeführt bzw. aus der Substanz (S) gebildet wird, das gleiche ist wie das katalytisch wirksame Material (K) , das bei der Herstellung des Katalysatormoduls (3) ein- bzw. abgelagert wurde .
8.- Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass durch Ein- oder Ablagerung des katalytisch wirksamen Materials (K) des Gasstroms (A) in bzw. auf das Katalysatorsubstrat (33) ein Katalysatormodul (3) gebildet wird (Figur 5) .
9. Verfahren. zur Reaktivierung eines zumindest teilweise desaktivierten Katalysatormoduls (3) , das durch Abscheiden eines katalytisch wirksamen Materials (K) in oder auf einem Kataly- satorsubstrat (31) hergestellt worden ist, insbesondere zur Reaktivierung eines nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion arbeitenden Katalysatormoduls (3) zum Abbau von Stickoxid (NO) in einem Rauchgas (A) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Kata- lysatormodul (3) mit einer Substanz (S) benetzt wird, die katalytisch wirksames Material (KU) ist oder enthält oder aus der katalytisch wirksames Material (KU) abscheidbar ist (Figuren 1, 2, 4) .
10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das kata¬ lytisch wirksame Material (KU) der Substanz (S) in oder auf das herstellungsbedingt vorhandene katalytisch wirksame Material (K) ein- und/ oder abgelagert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das katalytisch wirksame Material (KU) der Substanz (S) das- gleiche ist wie das katalytisch wirksame Material (K) , das bei der Herstellung des Katalysatormoduls (3) ein- bzw. abgelagert wurde .
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Substanz (S) dem Katalysatormodul (3) während des Katalysatorbetriebs zugeführt wird. ,
13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Substanz (S) mit einem Stoff (NO) vermischt wird, der dem Katalysatormodul (3) zur Förderung der Umwandlung des Stoffs (NO) zugeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Substanz (S) einem Brennstoff (B) beigemischt ist oder wird, bei dessen Verbrennung ein Stoff (NO) als Abgas entsteht, der dem Katalysatormodul (3) zur Förderung der Umwandlung des Stoffs (NO) zugeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das katalytisch wirksame Material (K, KU) Atome eines der Elemente Vanadium, Titan, Wolfram, Eisen und/oder Molybdän enthält, und daß das katalytisch wirksame Material (K, KU) insbesondere ein Oxid eines dieser Metalle ist.
16. Brennstoff (B) zur Verbrennung in einem Verbrennungsprozeß, der eine Substanz (S) enthält oder dem eine Substanz (S) zugegeben ist, die katalytisch wirksames Material (KU) ist oder aus der bei der Verbrennung katalytisch wirksames Material (KU) entsteht, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 oder 14.
17. Brennstoff (B) nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sein Substanzgehalt einen Wert zwischen 10 mg/kg Brennstoff und 200 mg/kg Brennstoff aufweist.
18. Brennstoff (B) nach Anspruch 16 oder 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Substanz (S) in gelöster oder dispergierter Form enthalten bzw. in löslicher oder dispergierender Form zugegeben ist.
19. Brennstoff (B) nach einem der Ansprüche 16 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das katalytisch wirksame Material (KU) die Eigenschaft hat, die Umwandlung eines bei der Verbrennung entstehenden Schadstoffs (NO) zu fördern.
20. Brennstoff (B) nach einem der Ansprüche 16 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das kata- ' lytisch wirksame Material (KU) die Eigenschaft hat, Stickoxid nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion um zu wandeln, das im bei der Verbrennung entstehenden Abgas enthalten ist.
21. Brennstoff (B) nach einem der Ansprüche 16 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass- das katalytisch wirksame Material (KU) mindestens eine's der Elemente Vanadium, -Titan, Wolfram, Eisen, Molybdän oder Mischungen daraus enthält.
22. Abgasreinigungsanlage (13), insbesondere für eine Verbrennungsanlage eines Kraftwerks oder für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, bei der ein bei der Verbrennung entstehender Abgasstrom (A) zur Umwandlung eines darin enthaltenen Schadstoffs (NO) durch ein Katalysatormodul (3) geführt i.st, das durch Abscheiden eines die katalytische Umwandlung des Schadstoffs (NO) fördernden katalytisch wirksa- men Materials (K) auf oder in einem Katalysatorsubstrat (31) hergestellt ist, wobei insbesondere im Abgasstrom (A) enthaltenes Stickoxid nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion umwandelbar ist, g e k e n n z e i c h n e t d μ r c h eine Inj ektionsein- richtung (8), mit der eine Substanz (S) in Strömungsrichtung (5) vor dem Katalysatormodul (3) in das Abgas einspeis- bar ist, wobei die Substanz (S) katalytisch wirksames Material (KU) ist oder enthält oder aus der Substanz (S) katalytisch wirksames Material (KU) abscheidbar ist (Figur 1).
23. Abgasreinigungsanlage (13) nach Anspruch 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Injektionseinrichtung (8) einen Vorratsbehälter (11) zur Aufnahme der Substanz (S) aufweist.
24. Abgasreinigungsanlage (41), insbesondere für eine Verbrennungsanlage eines Kraftwerks oder einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, bei der ein aus der Verbrennung eines Brennstoffs (B) entstehender Abgasstrom (A) zur Umwandlung eines darin enthaltenen Schadstoffs (NO) durch ein Katalysatormodul (3) geführt ist, das durch Abscheiden eines die katalytische Umwandlung des Schadstoffs (NO) fördernden katalytisch wirksamen Materials (K) auf oder in einem Katalysatorsubstrat (31) hergestellt ist, wobei insbesondere im Abgas- ström (A) enthaltenes Stickoxid nach dem Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion umwandelbar ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Einspeiseeinrichtung (43) , mittels der dem Brennstoff (B) eine Substanz (S) zusetzbar ist, wobei die Substanz (S) katalytisch wirksames Material (KU) ist oder enthält oder aus der Substanz (S) katalytisch wirksames Material (KU) abscheidbar ist (Figur 6) .
25. Abgasreinigungsanlage (41) nach Anspruch 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einspeiseeinrichtung (28) einen Lagerbehälter (45) zur Aufnahme der Substanz (S) aufweist.
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