AT513597B1 - Verfahren zur katalytischen Entstickung und regenerativen thermischen Nachverbrennung - Google Patents

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Entstickung und regenerativen thermischen Nachverbrennung von Kohlenstoffmonoxid (CO) und gasförmige organische Stoffe enthaltenden Rauchgasen (A), insbesondere aus der Zementklinkerherstellung, mit einer rohgasseitig zwischen 80°C und 300°C schwankenden Temperatur.Die Rauchgase (A) werden in alternierender Richtung durch mindestens zwei Kanäle (14) mit jeweils zumindest zwei Wärmespeichermodulen (15) zum regenerativen Wärmeaustausch mit den Rauchgasen (A) geleitet. Eine katalytische Reduktion der Stickoxide (NOX) der Rauchgase (A) wird in zumindest einem zwischen den Wärmespeichermodulen (15) angeordneten Katalysator (6) mit einem Reaktionstemperaturbereich von 160°C bis 550°C durchgeführt. Die Verluste der Wärmeverschiebung des regenerativen Wärmeaustauschs werden zumindest teilweise durch regenerative Nachverbrennung des Kohlenstoffmonoxids (CO) und der gasförmigen organischen Stoffe in den Rauchgasen (A) in einem zwischen den zumindest zwei Kanälen (14) angeordneten Brennraum (16) ausgeglichen. Der Reaktionstemperaturbereich des Katalysators (6) wird durch Kühlen und/oder Heizen der Rauchgase (A) eingehalten.

Description

isterreidiiscises AT513 597B1 2014-06-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katalytischen Entstickung und regenerativen thermischen Nachverbrennung von Kohlenstoffmonoxid und gasförmige organische Stoffe enthaltenden Rauchgasen, insbesondere aus der Zementklinkerherstellung, mit einer rohgasseitig zwischen 80°C und 300°C schwankenden Temperatur, wobei die Rauchgase in alternierender Richtung durch mindestens zwei Kanäle mit jeweils zumindest zwei Wärmespeichermodulen zum regenerativen Wärmeaustausch mit den Rauchgasen geleitet werden, wobei eine katalytische Reduktion der Stickoxide der Rauchgase in zumindest einem zwischen den Wärmespeichermodulen angeordneten Katalysator mit einem Reaktionstemperaturbereich von 160°C bis 550°C durchgeführt wird, und wobei die Verluste der Wärmeverschiebung des regenerativen Wärmeaustausche zumindest teilweise durch regenerative Nachverbrennung des Kohlenstoffmonoxids und der gasförmigen organischen Stoffe in den Rauchgasen in einem zwischen den zumindest zwei Kanälen angeordneten Brennraum ausgeglichen werden.

[0002] Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur katalytischen Entstickung und regenerativen thermischen Nachverbrennung von Kohlenstoffmonoxid und gasförmige organische Stoffe enthaltenden Rauchgasen mit einer rohgasseitig zwischen 80°C und 300°C schwankenden Temperatur, insbesondere aus der Zementklinkerherstellung, mit mindestens zwei in alternierender Richtung durchströmbaren Kanälen, wobei jeder Kanal zumindest zwei Wärmespei-chermodule zum regenerativen Wärmeaustausch mit den Rauchgasen aufweist, und wobei zwischen den zumindest zwei Wärmespeichermodulen der Kanäle jeweils zumindest ein Katalysator zur katalytischen Reduktion der Stickoxide vorgesehen ist, welcher einen Reaktionstemperaturbereich von 160°C bis 550°C aufweist, und wobei zwischen den zumindest zwei Kanälen ein Brennraum zur regenerativen Nachverbrennung des Kohlenstoffmonoxids und der gasförmigen organischen Stoffe in den Rauchgasen zum Ausgleich der Verluste der Wärmeverschiebung in den Wärmespeichermodulen angeordnet ist.

[0003] Eine solche Vorrichtung bzw. ein solches Verfahren sind aus der AT 507 773 bekannt.

[0004] Bei der Zementklinkerherstellung werden in Drehrohröfen die Rohstoffe, welche für die Zementklinkerbildung erforderlich sind, auf Temperaturen von 1350°C bis 1700°C aufgeheizt. Die Rohstoffe werden üblicherweise in einem Vorwärmturm bestehend aus mehreren hintereinander angeordneten Zyklonen vorgewärmt, bevor sie in den Drehrohrofen gelangen. Die Abgase durchströmen den Produktionsprozess im Gegenstrom zum Materialfluss und werden nach dem Verlassen der letzten Zyklonwärmstufe einer Abgasreinigung zugeführt. Bei der Entstickung, die einen Teil der Abluftreinigung darstellt, wird mit sogenannten SCR (selective catalytic reduction)-Katalysatoren durch Zugabe von Ammoniak bzw. Ammoniak abgebenden Verbindungen, wie z.B. Ammoniak-Wasser oder Harnstoff, bei optimaler Betriebstemperatur eine Spaltung der Stickoxide NOx in den Abgasen in umweltneutralen Luftstickstoff N2 und Wasser H20 erreicht. Die Abgase gelangen nach einer allfälligen Abkühlung bzw. Wärmerückgewinnung schlussendlich in eine Filterstufe, wo sie entstaubt werden, bevor sie in die Atmosphäre austreten. Die Filterstufe vor dem Austritt der Abgase in die Atmosphäre kann beispielsweise durch Elektro- oder Schlauchfilter gebildet werden. Der relativ hohe Staubanteil der Rohgase, insbesondere bei der Zementklinkerherstellung, führt zu einer raschen Verstopfung der Katalysatoren. Um die Standzeiten des Katalysators zu erhöhen, werden die Katalysatoren häufig reingasseitig, d.h. nach der Entstaubung der Rohgase, angeordnet. Nachteilig dabei ist, dass die Rauchgase vor der katalytischen Reduktion auf die notwendige Reaktionstemperatur von üblicherweise 160°C bis 500°C erwärmt werden müssen. Diese Erwärmung der Rauchgase erfolgt häufig durch einen Rekuperator bzw. Wärmetauscher, welcher den entstickten Rauchgasen die Wärme entzieht und den Rauchgasen vor der katalytischen Reduktion zuführt.

[0005] Bei dem Verfahren der AT 507 773 werden die Verluste der Wärmeverschiebung des Wärmeaustausche zumindest teilweise durch regenerative Nachverbrennung des Kohlenstoffmonoxids und der gasförmigen organischen Stoffe ausgeglichen. Bei der thermischen Nachverbrennung können Verbrennungstemperaturen im Bereich von ca. 750°C bis 900°C vorgese- 1 /19 ästerreidBsd!« pitwiarot AT513 597 B1 2014-06-15 hen sein. Allenfalls werden zusätzliche Brennstoffe und Verbrennungsluft zugesetzt. Die bei der Nachverbrennung entstehende Energie wird zur Erhöhung der Temperatur der Rauchgase auf die katalytische Reaktionstemperatur verwendet. Mit diesem Verfahren konnte der Energieeinsatz für die Erwärmung der Rauchgase vorteilhafterweise beträchtlich gesenkt werden. Als problematisch hat sich jedoch herausgestellt, dass die Temperatur der Rauchgase auf der Rohgasseite beträchlichen Schwankungen unterliegen kann. Solche Schwankungen können beispielsweise durch unterschiedliche Betriebszustände bei der Zementklinkerherstellung hervorgerufen werden. Nachteiligerweise können die Veränderungen in der Temperatur der Rohgase dazu führen, dass der Reaktionstemperaturbereich des Katalysators über- bzw. unterschritten wird. Die Überschreitung der Reaktionstemperatur des Katalysators kann Schäden an der Katalysatoroberfläche verursachen, wodurch die Aktivität des Katalysators stark eingeschränkt wird. Andererseits kann eine Unterschreitung des Temperaturfensters am Katalysator zur Folge haben, dass am Katalysator Ablagerungen, beispielsweise von Ammoniumhydrogensulfat, auftreten. Dadurch wird die Aktivität des Katalysators ebenfalls beeinträchtigt.

[0006] Demzufolge besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Nachteile des Standes der Technik zu beheben bzw. zu lindern. Demnach setzt sich die Erfindung insbesondere zum Ziel, Einschränkungen der Funktion des Katalysators im laufenden Betrieb zuverlässig zu vermeiden, wenn die Temperatur der Rauchgase prozessbedingt in einem Temperaturintervall von zwischen 80°C und 300°C schwankt.

[0007] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, wie in Anspruch 1 angegeben, und eine Vorrichtung, wie in Anspruch 10 angegeben, gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.

[0008] Erfindungsgemäß wird daher der Reaktionstemperaturbereich des Katalysators durch Kühlen und/oder Heizen der Rauchgase eingehalten.

[0009] Die thermische Nachverbrennung des Kohlenmonoxids und der gasförmigen organischen Stoffe im Brennraum läuft vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 750°C und 900°C ab. Demgegenüber werden die Rauchgase auf der Rohgasseite mit einer Temperatur von zwischen 80°C und 300°C zugeführt. Aus diesem Grund wird in den Kanälen ein Temperaturprofil ausgebildet, welches insbesondere dadurch gekennzeichnet ist, dass die Temperatur der Rauchgase entlang der Kanäle zur Brennkammer hin ansteigt. Um den Katalysator zuverlässig in dem Reaktionstemperaturbereich von zwischen 160°C und 550°C zu betreiben, können die Rauchgase einerseits gekühlt werden, wenn die Temperatur der Rauchgase auf der Rohgasseite ansteigt. Andererseits können die Rauchgase aufgeheizt werden, wenn die Temperatur der Rauchgase auf der Rohgasseite absinkt. Vorteilhafterweise kann damit zuverlässig gewährleistet werden, dass die Temperatur am Katalysator zwischen der Unter- und der Obergrenze des Reaktionstemperaturbereichs gehalten wird. Der Reaktionstemperaturbereich bezieht sich hierbei auf das Temperaturprofil des Katalysators zwischen der vom Brennraum abgewandten Seite und der dem Brennraum zugewandten Seite. Durch die Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs am Katalysator kann einerseits die Bildung von Ablagerungen, insbesondere von Ammoniumhydrogensulfat, vermieden werden. Andererseits kann einer Schädigung der Katalysatoroberfläche vorgebeugt werden. Die Kühlung bzw. Aufheizung der Rauchgase wirkt hierbei der Wärmerückgewinnung in den Wärmespeichermodulen in einer Weise entgegen, dass der Katalysator in dem Reaktionstemperaturbereich gehalten wird. Somit wird eine besonders energieeffiziente Betriebsweise ermöglicht. Demnach kann insbesondere auch das Problem behoben bzw. gelindert werden, dass es bei zu niedrigen Temperaturen am Katalysator in Anwesenheit von Schwefeldioxid mit dem Reduktionsmittel Ammoniak zur unerwünschten Bildung von Ammoniumhydrogensulfat kommen kann, wobei die Bildungstemperatur von Ammoniumhydrogensulfat umso niedriger ist je höher die Schwefeldioxidkonzentration ist. Die Ammoniumhydrogensulfate könnten sich an den Poren des Katalysators ablagern und damit die aktiven Zentren des Katalysators blockieren, wodurch innerhalb kurzer Zeit hohe Verluste der Katalysatoraktivität auftreten würden. Diese Reduzierung der Aktivität würde daher zu unwirtschaftlichen Standzeiten führen. Zu hohe Temperaturen am Katalysator würden andererseits zur Deaktivierung des Katalysators durch thermische Schädigung der Oberfläche füh- 2/19 ren. Wenn die Temperaturen die Auslegungstemperatur des Katalysators übersteigen, kann durch Sintern der Oberfläche eine Reduzierung der spezifischen Oberfläche des Katalysators und damit eine Minderung der Aktivität eintreten. Durch Änderungen im Prozess können die Eintrittstemperaturen und somit auch die Temperaturen am Katalysator schwanken. Erschwerend zu den Schwankungen der Eintrittstemperatur kommt hinzu, dass durch das Wechseln der Strömungsrichtung Temperaturspitzen in beide Richtungen auftreten. Der Katalysator arbeitet ebenso wie die Wärmetauschermodule als Regenerator, welcher die Wärmeenergie speichert bzw. nach Strömungsumkehr wieder abgibt. Demnach könnte in jedem Zyklus sowohl die minimale als auch die maximale Temperatur des Reaktionstemperaturbereichs zeitweise unter-und/oder überschritten werden. Dabei könnte es zu den oben genannten Nebenreaktionen wie Ammoniumhydrogensulfatbildung bzw. zur thermischen Schädigung des Katalysators kommen. Diese nachteiligen Effekte werden erfindungsgemäß dadurch ausgeschaltet bzw. zumindest wesentlich abgeschwächt, dass der Reaktionstemperaturbereich des Katalysators durch Kühlen und/oder Heizen der Rauchgase ständig eingehalten wird.

[0010] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung werden die Rauchgase zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs in zumindest einem der Kanäle zwischen zwei Katalysatoren gekühlt bzw. geheizt. Wenn in den zumindest zwei Kanälen jeweils zumindest zwei Katalysatoren vorgesehen sind, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Rauchgase in beiden Kanälen, jeweils zwischen den Katalysatoren, im Hinblick auf die Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs gekühlt bzw. geheizt werden. Diese Ausführung hat sich als besonders günstiger Kompromiss zwischen einer Optimierung hinsichtlich der zum Kühlen bzw. Heizen der Rohgase benötigten Wärmeenergie, welche umso höher ist je niedriger die Temperatur der Rauchgase ist, und einer Optimierung hinsichtlich des Temperaturprofils entlang des Katalysators, bei welcher die Temperatur auf der vom Brennraum abgewandten Seite des Katalysators niedrig gehalten werden soll, herausgestellt.

[0011] Gemäß einer weiteren Ausführung wird die Temperatur des Katalysators an der vom Brennraum abgewandten Seite durch Kühlen und/oder Heizen der Rauchgase zwischen dem Katalysator und dem vom Brennraum abgewandten Wärmetauschermodul im Wesentlichen konstant, insbesondere auf einer Temperatur zwischen 160°C und 350°C, vorzugsweise im Wesentlichen 250°C, gehalten. Bei dieser Ausführung wird daher die Temperatur des Katalysators an der vom Brennraum abgewandten Seite eingestellt. Zu diesem Zweck werden die Rauchgase am Eintritt in den Katalysator entsprechend gekühlt bzw. geheizt. Diese Ausführung hat insbesondere den Vorteil, dass eine Unterschreitung der Eintrittstemperatur und somit die Bildung von Ablagerungen am Katalysator zuverlässig vermieden werden kann. Andererseits bringt diese Ausführung den Nachteil mit sich, dass das Kühlen bzw. Heizen des Rauchgases aufgrund der vergleichsweise niedrigen Temperatur auf der Rohgasseite mit einem höheren Energieeinsatz verbunden ist.

[0012] Gemäß einer weiteren Ausführung wird die Temperatur des Katalysators an der dem Brennraum zugewandten Seite durch Kühlen und/oder Heizen der Rauchgase zwischen dem Katalysator und dem dem Brennraum zugewandten Wärmetauschermodul im Wesentlichen konstant, insbesondere auf einer Temperatur zwischen 350°C und 550°C, vorzugsweise im Wesentlichen 450°C, gehalten. Demnach erfolgt das Kühlen bzw. Aufheizen der Rauchgase bei dieser Ausführung am Ausgang des Katalysators. Da die Temperatur der Rauchgase zum Brennraum hin ansteigt, werden die Rauchgase bei dieser Ausführung auf Basis eines vergleichsweise hohen Temperaturniveaus gekühlt bzw. geheizt. Dadurch kann das Kühlen bzw. das Heizen der Rauchgase besonders energieeffizient gestaltet werden. Andererseits wird bei dieser Ausführung eine vergleichsweise hohe Eintrittstemperatur in den Katalysator bewirkt. Dies kann nachteilig sein, wenn der Katalysator auf der vom Brennraum abgewandten Seite für niedrige Temperaturen ausgelegt ist.

[0013] Gemäß einer weiteren Ausführung wird die Temperatur der Rauchgase an der vom Brennraum abgewandten Seite der Wärmespeichermodule durch Kühlen und/oder Heizen im Wesentlichen konstant gehalten. Demnach werden die Rauchgase bei dieser Ausführung vor dem Eintritt in die Wärmespeichermodule gekühlt bzw. geheizt, um den Katalysator in dem

&*»«id>ische AT513 597 B1 2014-06-15 vorgegebenen Reaktionstemperaturbereich zu betreiben. Vorzugsweise erfolgt das Kühlen bzw. Heizen der Rauchgase hierbei in dem Rohgas, welches eine Temperatur von zwischen 80°C und 300°C aufweist.

[0014] Zum Heizen und/oder Kühlen der Rauchgase ist es insbesondere günstig, wenn ein gasförmiges Kühl- bzw. Heizmittel, insbesondere Luft oder Abgase, in die Rauchgase eingebracht wird. Vorteilhaft an der Verwendung des gasförmigen Kühlmittels ist insbesondere, dass die Entstickungsanlage üblicherweise bereits über passende Luft- bzw. Abgasströme verfügt, welche zum Kühlen bzw. Heizen der Rauchgase genutzt werden können. Vorteilhafterweise sind daher nur geringe bauliche Adaptierungen erforderlich.

[0015] Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn zum Kühlen der Rauchgase ein flüssiges Kühlmittel, insbesondere Wasser, und/oder zum Heizen der Rauchgase ein dampfförmiges Heizmittel, insbesondere Wasserdampf, in die Rauchgase eingebracht wird. Die Verwendung eines flüssigen Kühlmittels hat insbesondere den Vorteil, dass im Vergleich zu gasförmigen Kühlmitteln geringere Mengen an flüssigem Kühlmittel erforderlich sind.

[0016] Gemäß einer alternativen Ausführung erfolgt das Heizen und/oder Kühlen der Rauchgase indirekt durch Wärmeaustausch mit einem Wärmetauschermedium. Bei dieser Ausführung wird daher kein Kühl- bzw. Heizmittel in die Rauchgase eingebracht, sondern den Rauchgasen wird durch Wärmeaustausch mit einem Wärmetauschermedium Wärme entzogen bzw. zugeführt, um die Temperatur der Rauchgase zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs des Katalysators zu erhöhen bzw. abzusenken.

[0017] Um sensibel auf Schwankungen der Temperatur der zugeführten Rauchgase reagieren zu können, ist es von Vorteil, wenn die Temperatur der Rauchgase an zumindest einer Stelle in den Kanälen gemessen wird, wobei die Rauchgase abhängig von der gemessenen Temperatur an zumindest einer Stelle derart gekühlt oder geheizt werden, dass der Reaktionstemperaturbereich des Katalysators eingehalten wird. Demnach wird bei dieser Ausführung eine Regelschleife vorgesehen, bei welcher die Temperatur der Rauchgase an der Messstelle als Eingangsgröße dient, welche durch Kühlen bzw. Heizen der Rauchgase an die vorgegebene Temperatur herangeführt wird.

[0018] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird zudem durch eine Vorrichtung der eingangs angeführten Art gelöst, bei welcher zumindest eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung zum Kühlen und/oder Heizen der Rauchgase vorgesehen ist, um den Reaktionstemperaturbereich des Katalysators bei rohgasseitig schwankender Temperatur der Rauchgase einzuhalten. Hinsichtlich der Vorteile dieser Vorrichtung wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.

[0019] Besonders günstig ist eine Ausführung, bei welcher zumindest eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs zwischen zwei Katalysatoren angeordnet ist.

[0020] Zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs im Betrieb des Katalysators kann einerseits zumindest eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung zwischen dem Katalysator und dem vom Brennraum abgewandten Wärmetauschermodul angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Temperatur des Katalysators an der vom Brennraum abgewandten Seite gesteuert bzw. geregelt werden.

[0021] Andererseits kann zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs zumindest eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung zwischen dem Katalysator und dem dem Brennraum zugewandten Wärmetauschermodul angeordnet sein. Bei dieser Ausführung wird daher die Temperatur des Katalysators an der dem Brennraum zugewandten Seite gesteuert bzw. geregelt.

[0022] Um die Rauchgase zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs des Katalysator kühlen bzw. heizen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung zumindest ein Zufuhrelement, insbesondere ein Düsenelement, zur Einbringung eines Kühl- bzw. Heizmittels in die Rauchgase aufweist, wobei vorzugsweise mehrere Zufuhrelemente in einer Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung des Rauchgases angeordnet sind. Demnach wird das Kühl- bzw. Heizmittel über das Zufuhrelement in den Rauchgasstrom 4/19

äski«id>iscije AT513 597B1 2014-06-15 eingebracht.

[0023] Zur Erzielung einer konstruktiv einfachen Ausführung ist bevorzugt vorgesehen, dass das Zufuhrelement zur Einbringung des Kühl- und/oder Heizmittels zudem als Einrichtung zum Einleiten von Ammoniak bzw. Ammoniak abgebenden Verbindungen in die Rauchgase ausgebildet ist. Demnach kann bei dieser Ausführung die bei gattungsgemäßen Entstickungsanlagen üblicherweise breits vorhandene Einrichtung zum Einleiten der Ammoniak-Verbindungen vorteilhafterweise zudem dazu genutzt werden, das Kühl- bzw. Heizmittel im Hinblick auf die Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs des Katalysators in den Rauchgasstrom einzubringen.

[0024] Gemäß einer alternativen Ausführung ist zumindest eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung durch einen Wärmetauscher gebildet, welcher vorzugsweise senkrecht zur Strömungsrichtung des Rauchgases angeordnet ist. Der Wärmetauscher ist bevorzugt außerhalb der Kanäle mit den Wärmetauschermodulen und den Katalysatoren in einer Rohgasleitung angeordnet.

[0025] Zur Überwachung des Temperaturprofils in den Kanälen ist es günstig, wenn eine Messeinrichtung mit zumindest einem Messelement zum Messen der Temperatur der Rauchgase an zumindest einer Stelle in den Kanälen, vorgesehen ist, wobei vorzugsweise ein Messelement zum Messen der Temperatur der Rauchgase zwischen dem Katalysator und dem vom Brennraum abgewandten Wärmetauschermodul und/oder ein weiteres Messelement zum Messen der Temperatur der Rauchgase zwischen dem Katalysator und dem dem Brennraum zugewandten Wärmetauschermodul vorgesehen ist.

[0026] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung ist die Messeinrichtung mit einer Regeleinrichtung verbunden, welche dazu eingerichtet ist, die Temperatur der Rauchgase zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs des Katalysators über die Kühl- und/oder Heizeinrichtung zu regeln. Demnach wird das Temperaturprofil entlang des Katalysators durch Ansteuerung der Kühl- bzw. Heizeinrichtung eingehalten.

[0027] Die Vorrichtung kann besonders effizient betrieben werden, wenn die Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, die Temperatur der Rauchgase an der vom Brennraum abgewandten Seite des Katalysators oberhalb eines unteren Schwellwerts, welcher vorzugsweise zwischen 160°C und 350°C, insbesondere im Wesentlichen 250°C, beträgt, zu halten. Vorzugsweise wird die Temperatur der Rauchgase an der vom Brennraum abgewandten Seite des Katalysators zwischen 250°C und 500°C gehalten. Besonders bevorzugt ist hierbei, wenn die Temperatur der Rauchgase auf der Rohgasseite des Katalysators im Wesentlichen konstant gehalten wird. Wenn in den Kanälen mehrere Katalysatoren vorgesehen sind, wird die Temperatur der Rauchgase bevorzugt auf der vom Brennraum abgewandten Seite des am weitesten vom Brennraum entfernten Katalysators geregelt.

[0028] Andererseits kann der Reaktionstemperaturbereich des Katalysators in vorteilhafter Weise eingehalten werden, wenn die Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, die Temperatur der Rauchgase an der dem Brennraum zugewandten Seite des Katalysators unterhalb eines oberen Schwellwerts, welcher vorzugsweise zwischen 350°C und 550°C, insbesondere im Wesentlichen 450°C, beträgt, zu halten. Besonders bevorzugt ist hierbei, wenn die Temperatur der Rauchgase auf der Brennraumseite des Katalysators im Wesentlichen konstant gehalten wird. Wenn in den Kanälen mehrere Katalysatoren vorgesehen sind, wird die Temperatur der Rauchgase bevorzugt auf der dem Brennraum zugewandten Seite des am nächsten zum Brennraum gelegenen Katalysators geregelt.

[0029] Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen noch weiter erläutert. Darin zeigen: [0030] Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Zementklinkerherstellung nach dem Stand der Technik; 5/19

SösrreidtisciKS

[0031] Fig. 2 [0032] Fig. 3 [0033] Fig. 4 [0034] Fig. 5 [0035] Fig. 6 AT513 597 B1 2014-06-15 eine Ausführungsform einer Entstickungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Rauchgase, bezogen auf die gezeigte Durchströmungsrichtung, vor einem Katalysator in jedem der Kanäle gekühlt bzw. geheizt werden; eine weitere Ausführungsform einer Entstickungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Rauchgase, bezogen auf die gezeigte Durchströmungsrichtung, nach dem Katalysator in jedem der Kanäle gekühlt bzw. geheizt werden; eine weitere Ausführungsform einer Entstickungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Rauchgase, bezogen auf die gezeigte Durchströmungsrichtung, zwischen zwei Katalysatoren in jedem der Kanäle gekühlt bzw. geheizt werden; eine weitere Ausführungsform einer Entstickungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Rauchgase mittels eines Wärmetauschers in einer Rohgasleitung gekühlt bzw. geheizt werden; eine weitere Ausführungsform einer Entstickungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Rauchgase mittels eines Wärmetauschers zwischen zwei Katalysatoren in jedem der Kanäle gekühlt bzw. geheizt werden; und [0036] Fig. 7a, 7b je ein Diagramm zur Darstellung der Auswirkungen der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung (Fig. 7a) bzw. Heizeinrichtung (Fig. 7b) auf das Temperaturprofil entlang eines Kanals der Entstickungsvorrichtung.

[0037] Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung T zur Zementklinkerherstellung nach dem Stand der Technik. Die Vorrichtung zur Zementklinkerherstellung besteht aus einer Ofenanlage, insbesondere einem Drehrohrofen 1, in welcher die Rohstoffe zur Herstellung des Zementklinkers gebrannt werden. Üblicherweise werden die Rohstoffe in einem Vorwärmturm 2, der aus einer Vielzahl übereinander angeordneter Zyklone 3 bestehen kann, vorgewärmt. Zu diesem Zweck werden die Rohstoffe über eine Materialaufgabe 4 im Vorwärmturm 2 aufgegeben. Nach dem Gegenstromprinzip gelangt das Rohmaterial in den Drehrohrofen 1, wohingegen die Rauchgase A gegen den Strom des Rohmaterials durch den Vorwärmturm 2 strömen. Nach dem Vorwärmturm 2 gelangen die Rohgase A, welche sowohl Stickoxide NOx als auch Staub enthalten, in einen Filter 5, wo der Staubgehalt der Rohgase A entsprechend reduziert wird. Danach gelangen die Rohgase A in einen Katalysator 6, in welchem durch entsprechende katalytische Reaktion die Stickoxide NOx zum Teil in Stickstoff N2 und Wasser H20 umgewandelt werden. Die entstickten Rohgase A werden durch eine allfällige Kühlvorrichtung 7 geleitet, um einerseits die Rauchgase A auf eine Temperatur herabzusenken, welche für eine nachfolgende Filterstufe 8 zur Entstaubung der Rauchgase A geeignet ist. Nach dem Katalysator 6 gelangt das mit den Rauchgasen A beförderte Rohmaterial des Zementklinkerherstellungsprozesses in eine Mühle 10, in welcher frisches Rohmaterial vor dem Einsatz im Prozess vermahlen und getrocknet wird. Die abgekühlten Abgase A werden in die Filterstufe 8, die durch Schlauchfilter oder Elektrofilter gebildet sein kann, geleitet und entstaubt. Nach der Filterstufe 8, gelangen die entstickten und entstaubten Rauchgase A über einen Schornstein 9 in die Atmosphäre.

[0038] Um die Standzeiten des Katalysators zu erhöhen, werden die Katalysatoren bei den nachfolgenden Ausführungen nach der Entstaubung der Rohgase und vor dem Kamin angeordnet. Hiefür müssen die Rauchgase vor der katalytischen Reduktion auf die notwendige Reaktionstemperatur von üblicherweise 160°C bis 550°C erwärmt werden. Diese Erwärmung der Rauchgase erfolgt durch einen Rekuperator bzw. Wärmetauscher, welcher den entstickten Rauchgasen die Wärme entzieht und den Rauchgasen vor der katalytischen Reduktion zuführt. Wie bereits erwähnt, wäre es durch die Wärmerückgewinnung ohne zusätzliche Maßnahmen nicht möglich, die Rauchgase A auf die erforderliche Reaktionstemperatur von vorzugsweise 6/19 160°C bis 500°C für die katalytische Reduktion im Katalysator 6 aufzuwärmen.

[0039] Fig. 2 zeigt daher eine Ausführung einer solchen Vorrichtung zur katalytischen Entsti-ckung, welche nach der Entstaubung und vor dem Kamin angeordnet ist und wobei zudem eine regenerative Nachverbrennung des Kohlenstoffmonoxids und/oder der gasförmigen organischen Stoffe in den Rauchgasen A vorgenommen wird. Bei dieser Ausführungsform werden die Rauchgase A in alternierender Richtung durch zwei Kanäle 14 mit mehreren aufeinanderfolgenden Wärmespeichermodulen 15 und einem dazwischen angeordneten Brennraum 16 zur regenerativen Nachverbrennung des Kohlenstoffmonoxids CO und/oder der gasförmigen organischen Stoffe der Rauchgase A geleitet. Durch die Durchströmungsrichtung wird den Rauchgasen A in den Wärmespeichermodulen 15 die Wärmeenergie entzogen bzw. zugeführt, welche erforderlich ist, um die Rauchgase A auf die Reaktionstemperatur TR der Katalysatoren 6 zu bringen. Über eine Leitung 17 kann Brennstoff wie z.B. Erdgas zugeführt werden. Über entsprechende Leitungen 18 bzw. 18a nach Strömungsumkehr werden die für die katalytische Reduktion in den Katalysatoren 6 erforderlichen Stoffe, vorzugsweise Ammoniak, zugesetzt. Die Steuerung der alternierenden Durchströmungsrichtung erfolgt durch entsprechende Steuereinrichtungen 21. Die Wärmespeichermodule 15 können durch keramische Wabenkörper gebildet sein. Die Ausführungsvariante gemäß Fig. 2 erfordert Katalysatoren 6 mit einem vergleichsweise großen Reaktionstemperaturbereich von ca. 160°C bis 550°C, da die Temperatur durch die alternierende Richtung der Rauchgase A nicht konstant gehalten werden kann. Die Katalysatoren 6 weisen einen Grundstoff, insbesondere Titandioxid, und ein katalytisch wirksames Material, insbesondere Vanadiumpentoxid, auf. Bei dieser Ausführungsform können daher die Verluste der Wärmeverschiebung in den Wärmespeichermodulen 15 dadurch ausgeglichen werden, dass das Kohlenstoffmonoxid CO und/oder die gasförmigen organischen Stoffe in den Rauchgasen A nachverbrannt werden. Zu beachten ist zudem, dass die Anordnung der Kanäle 14 beidseits des Brennraums 16 in vielfältiger Weise von der gezeigten Ausführung abweichen kann. Beispielsweise können die Kanäle 14 und der Brennraum 16 geradlinig angeordnet sein. In diesem Fall bilden die Kanäle 14 und der Brennraum 16 aufeinanderfolgende Abschnitte eines zusammenhängenden Durchströmungsraums (nicht gezeigt).

[0040] Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, weist die Vorrichtung T in der gezeigten Ausführung zudem Kühl- und/oder Heizeinrichtungen 19 auf, mit welcher die Rauchgase A gegebenenfalls derart gekühlt bzw. geheizt werden, dass Schwankungen in der Temperatur der Rauchgase A zwischen 80°C und 300°C auf der Rohgasseite ausgeglichen werden. Damit kann der Katalysator 6 im vorgegebenen Reaktionstemperaturbereich gehalten werden.

[0041] Gemäß Fig. 2 ist die Kühl- und/oder Heizeinrichtung 19 zwischen dem Katalysator 6 und dem vom Brennraum 16 abgewandten Wärmetauschermodul 15 angeordnet. Bei dieser Ausführung können daher die Rauchgase, bezogen auf die gezeigte Durchströmungsrichtung der Kanäle 14, vor dem Eintritt in das vom Brennraum 16 abgewandte Wärmetauschermodul 15 gekühlt bzw. geheizt werden, wenn die Temperatur der Rauchgase A auf der Rohgasseite ansteigt bzw. sinkt. In der Ausführung der Fig. 2 weisen beide Kanäle 14 je eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung 19 auf. Die Kühl- und/oder Heizeinrichtung 19 weist gemäß Fig. 2, 3, 4 jeweils ein Zufuhrelement 20 zur Einbringung eines Kühl- bzw. Heizmittels in die Rauchgase A auf. Das Zufuhrelement 20 kann zumindest ein Düsenelement (nicht gezeigt) aufweisen, wobei bevorzugt mehrere Düsenelemente in einer Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung des Rauchgases A angeordnet sind. Mit Hilfe des Zufuhrelements 20 kann ein gasförmiges Kühlmittel, wie Luft oder Abgase, oder ein flüssiges Kühlmittel, wie Wasser, in die Rauchgase A eingebracht werden. Zum Heizen der Rauchgase A kann einerseits ein gasförmiges Heizmittel, wie Luft oder Abgase, oder ein dampfförmiges Heizmittel, wie Wasserdampf, verwendet werden. In der gezeigten Ausführung ist die Kühl- und/oder Heizeinrichtung 10 zudem als Einrichtung zum Einleiten von Ammoniak bzw. Ammoniak abgebenden Verbindungen in die Rauchgase ausgebildet.

[0042] Wie aus Fig. 2 weiters ersichtlich, ist zudem eine Messeinrichtung 22 mit zumindest einem Messelement 22' zum Messen der Temperatur der Rauchgase A an zumindest einer Stelle in den Kanälen 14 vorgesehen. Gemäß Fig. 2 ist das Messelement 22' zum Messen der Temperatur der Rauchgase A zwischen dem Katalysator 6 und dem vom Brennraum 16 abge-

&tensesd»sch«s JRfSKSitffit AT513 597B1 2014-06-15 wandten Wärmetauschermodul 15 angeordnet. Die Messeinrichtung 22 ist mit einer Regeleinrichtung 23 verbunden, welche dazu eingerichtet ist, die Temperatur der Rauchgase A zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs des Katalysators 6 über die Kühl- und/oder Heizeinrichtung 19 zu regeln. Zu diesem Zweck wird die Kühl- und/oder Heizeinrichtung 19 über die Regeleinrichtung 23 derart angesteuert, dass die Temperatur der Rauchgase A an der vom Brennraum 16 abgewandten Seite des Katalysators 6 oberhalb eines unteren Schwellwerts, welcher vorzugsweise zwischen 160°C und 350°C, insbesondere im Wesentlichen 250°C, beträgt, zu halten. Bevorzugt wird die Temperatur der Rauchgase A vor dem Eintritt in den Katalysator 6 im Wesentlichen konstant auf dem unteren Schwellwert gehalten. In der gezeigten Ausführung ist zudem ein weiteres Messelement 24 zum Messen der Temperatur der Rauchgase A zwischen dem Katalysator 6 und dem dem Brennraum 16 zugewandten Wärmetauschermodul 15’ vorgesehen, welches ebenfalls mit der Regeleinrichtung 23 verbunden ist. Das weitere Messelement 24 kann bei dieser Ausführung jedoch auch weggelassen werden.

[0043] Gemäß Fig. 3 ist die Kühl- und/oder Heizeinrichtung 19 zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs zwischen dem Katalysator 6 und dem dem Brennraum zugewandten Wärmetauschermodul 15' angeordnet. Bei dieser Ausführung können daher die Rauchgase A, bezogen auf die gezeigte Durchströmungsrichtung der Kanäle 14, nach dem Austritt aus dem Wärmetauschermodul 15' gekühlt bzw. geheizt werden. Damit kann verhindert werden, dass der Reaktionstemperaturbereich des Katalysators 6 infolge von Temperaturschwankungen der zugeführten Rauchgase A über- bzw. unterschritten wird. Die Regeleinrichtung 23 ist mit der Kühl- und/oder Heizeinrichtung 19 derart verbunden, dass die Temperatur der Rauchgase A an der dem Brennraum 16 zugewandten Seite des Katalysators 6 unterhalb eines oberen Schwellwerts, welcher vorzugsweise zwischen 350°C und 550 °C, insbesondere im Wesentlichen 450° C, beträgt, gehalten wird. Bevorzugt wird die Temperatur der Rauchgase A, bezogen auf die gezeigte Durchströmungsrichtung, nach dem Katalysator 6 im Wesentlichen konstant auf den vorgegebenen oberen Schwellwert eingestellt. In der gezeigten Ausführung ist die Regeleinrichtung sowohl mit dem Messelement 22' als auch mit dem weiteren Messelement 24 verbunden.

[0044] Gemäß Fig. 4 ist die Kühl- und/oder Heizeinrichtung 19 zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs zwischen zwei Katalysatoren 6', 6" angeordnet. Bei dieser Ausführung können daher die Rauchgase A zwischen dem vom Brennraum 16 abgewandten Katalysator 6' und dem dem Brennraum 16 zugewandten Katalysator 6" gekühlt bzw. geheizt werden.

[0045] Gemäß Fig. 5 ist die Kühl- und/oder Heizeinrichtung 19 durch einen Rekuperator bzw. Wärmetauscher 25 gebildet, welcher außerhalb der Kanäle 14 angeordnet ist. Wenn ein Anstieg in der Temperatur der Rauchgase A erfasst wird, können die Rauchgase A in dem Wärmetauscher 25 derart gekühlt werden, dass der Reaktionstemperaturbereich entlang des Katalysators 6 eingehalten wird. Andererseits können die Rauchgase A in dem Wärmetauscher 25 erhitzt werden, um ein Absinken in der Temperatur der Rauchgase A zu kompensieren. Demnach kann der Wärmeaustausch in dem Wärmetauscher 25 zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs des Katalysators 6 laufend angepasst werden.

[0046] Die Ausführung der Fig. 6 unterscheidet sich nur dadurch von jener der Fig. 5, dass je ein Wärmetauscher 25 in den Kanälen 14 zwischen den Wärmespeichermodulen 15 angeordnet ist.

[0047] Fig. 7 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung des Einflusses der Kühl- bzw. Heizeinrichtung 19 auf das Temperaturprofil entlang der Kanäle 14 der Entstickungsvorrichtung T. Abhängig von der Temperatur der Rauchgase A auf der Rohgasseite kann der Reaktionstemperaturbereich des Katalysators 6 entweder durch Kühlen der Rauchgase A (Fig. 7a) oder durch Heizen der Rauchgase A (Fig. 7b) eingehalten werden.

[0048] In Fig. 7 ist die Temperatur der Rauchgase A in Abhängigkeit von der Position x entlang des Kanals 14 in Richtung zur Brennkammer 16 hin am Beispiel der Ausführung der Kühl- bzw. Heizeinrichtung 19 gemäß Fig. 2 gezeigt. Demnach können dem vom Brennraum 16 abgewandten Wärmespeichermodul 15, dem Katalysator 6 und dem dem Brennraum 16 zugewand- 8/19

fotenseädtscHts p*fi«!Sitiat AT513 597B1 2014-06-15 ten Wärmespeichermodul 15' Abschnitte 26, 27, 28 entlang des Kanals 14 zugeordnet werden, in welchen die Temperatur der Rauchgase A jeweils in Richtung zur Brennkammer 16 hin ansteigt. Die Temperatur T4 in der Brennkammer 16 beträgt dabei ca. 850°C. In dem gezeigten Beispiel wird ein linearer Temperaturanstieg in Richtung der Brennkammer 16 angenommen, wobei der Temperaturverlauf in der Praxis davon selbstverständlich auch abweichen kann.

[0049] In Fig. 7a ist mit Kurve 29 das Temperaturprofil für den Fall gezeigt, dass die Rauchgase A rohgasseitig eine Temperatur T3 aufweisen, die zwischen der angeführten Minimaltemperatur von ca. 80°C und der angeführten Maximaltemperatur T2 von ca. 300°C liegt. In diesem Fall kann der Katalysator 6 ohne weitere Maßnahmen in dem vorgegebenen Reaktionstemperatur betrieben werden, wobei die Temperatur Katalysators 6 auf der vom Brennraum 16 abgewandten Seite über dem unteren Schwellwert und auf der dem Brennraum 16 zugewandten Seite unter dem oberen Schwellwert des Reaktionstemperaturbereichs liegt.

[0050] Gemäß Kurve 30 der Fig. 7a weisen die Rauchgase A rohgasseitig die Maximaltemperatur T2 auf. Dies hat zur Folge, dass die Temperatur des Katalysators 6 abschnittsweise über den oberen Wert des Reaktionstemperaturbereichs von ca. 550°C ansteigt.

[0051] Gemäß Kurve 31 der Fig. 7a wird daher die Temperatur der Rauchgase A mittels der Kühleinrichtung 19 abgesenkt, um den Reaktionstemperaturbereich des Katalysators 6 einzuhalten. In der gezeigten Ausführung wird das Rauchgas A an der vom Brennraum 16 abgewandten Seite des Katalysators 6, insbesondere durch Einbringung eines Kühlmittels, derart gekühlt, dass der Reaktionstemperaturbereich des Katalysators 6 eingehalten wird, vgl. Pfeil 19'.

[0052] Fig. 7b zeigt den Fall, dass die Rauchgase A rohgasseitig die Minimaltemperatur T2 von ca. 80°C aufweisen, so dass die Temperatur des Katalysators 6 ohne weitere Maßnahmen unter den unteren Wert des Reaktionstemperaturbereichs von ca. 160°C abfällt (Kurve 32). Um den Reaktionstemperaturbereich des Katalysators 6 einzuhalten, wird daher gemäß Kurve 33 mittels der Heizeinrichtung 19 die Temperatur der Rauchgase A auf der vom Brennraum 16 abgewandten Seite des Katalysators 6 entsprechend erhöht (vgl. Pfeil 19"). Im Vergleich dazu zeigt Kurve 29 den Temperaturverlauf für den Fall, dass die Rauchgase A rohgasseitig eine Temperatur T3 zwischen der Minimaltemperatur Τλ von ca. 80°C und der angeführten Maximaltemperatur von ca. 300°C aufweisen. 9/19

Claims (19)

1. &te^id»scHe$ ρ®ίκηΕδίϊϊί AT513 597 B1 2014-06-15 Patentansprüche 1. Verfahren zur katalytischen Entstickung und regenerativen thermischen Nachverbrennung von Kohlenstoffmonoxid (CO) und gasförmige organische Stoffe enthaltenden Rauchgasen (A), insbesondere aus der Zementklinkerherstellung, mit einer rohgasseitig zwischen 80°C und 300°C schwankenden Temperatur, wobei die Rauchgase (A) in alternierender Richtung durch mindestens zwei Kanäle (14) mit jeweils zumindest zwei Wärmespeichermodulen (15, 15') zum regenerativen Wärmeaustausch mit den Rauchgasen (A) geleitet werden, wobei eine katalytische Reduktion der Stickoxide (NOx) der Rauchgase (A) in zumindest einem zwischen den Wärmespeichermodulen (15, 15') angeordneten Katalysator (6) mit einem Reaktionstemperaturbereich von 160°C bis 550°C durchgeführt wird, und wobei die Verluste der Wärmeverschiebung des regenerativen Wärmeaustausche zumindest teilweise durch regenerative Nachverbrennung des Kohlenstoffmonoxids (CO) und der gasförmigen organischen Stoffe in den Rauchgasen (A) in einem zwischen den zumindest zwei Kanälen (14) angeordneten Brennraum (16) ausgeglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionstemperaturbereich des Katalysators (6) durch Kühlen und/oder Heizen der Rauchgase (A) eingehalten wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgase (A) zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs in zumindest einem der Kanäle (14) zwischen zwei Katalysatoren (6) gekühlt bzw. geheizt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Katalysators (6) an der vom Brennraum (16) abgewandten Seite durch Kühlen und/oder Heizen der Rauchgase (A) zwischen dem Katalysator (6) und dem vom Brennraum (16) abgewandten Wärmetauschermodul (15) im Wesentlichen konstant, insbesondere auf einer Temperatur zwischen 160°C und 350°C, vorzugsweise im Wesentlichen 250°C, gehalten wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Katalysators (6) an der dem Brennraum (16) zugewandten Seite durch Kühlen und/oder Heizen der Rauchgase (A) zwischen dem Katalysator (6) und dem dem Brennraum (16) zugewandten Wärmetauschermodul (15') im Wesentlichen konstant, insbesondere auf einer Temperatur zwischen 350°C und 550°C, vorzugsweise im Wesentlichen 450°C, gehalten wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Heizen und/oder Kühlen der Rauchgase (A) ein gasförmiges Kühl- bzw. Heizmittel, insbesondere Luft oder Abgase, in die Rauchgase eingebracht wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kühlen der Rauchgase ein flüssiges Kühlmittel, insbesondere Wasser, und/oder zum Heizen der Rauchgase ein dampfförmiges Heizmittel, insbesondere Wasserdampf, in die Rauchgase eingebracht wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizen und/oder Kühlen der Rauchgase indirekt durch Wärmeaustausch mit einem Wärmetauschermedium erfolgt.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Rauchgase an zumindest einer Stelle in den Kanälen (14) gemessen wird, wobei die Rauchgase (A) abhängig von der gemessenen Temperatur an zumindest einer Stelle derart gekühlt oder geheizt werden, dass der Reaktionstemperaturbereich des Katalysators (6) eingehalten wird. 10/19

   Merreöiise-ts piiesSasnt AT513 597B1 2014-06-15
9. 9. Vorrichtung (1') zur katalytischen Entstickung und regenerativen thermischen Nachverbrennung von Kohlenstoffmonoxid (CO) und gasförmige organische Stoffe enthaltenden Rauchgasen (A) mit einer rohgasseitig zwischen 80°C und 300°C schwankenden Temperatur, insbesondere aus der Zementklinkerherstellung, mit mindestens zwei in alternierender Richtung durchströmbaren Kanälen (14), wobei jeder Kanal (14) zumindest zwei Wär-mespeichermodule (15, 15') zum regenerativen Wärmeaustausch mit den Rauchgasen (A) aufweist, und wobei zwischen den zumindest zwei Wärmespeichermodulen (15, 15') der Kanäle (14) jeweils zumindest ein Katalysator (6) zur katalytischen Reduktion der Stickoxide (ΝΟχ) vorgesehen ist, welcher einen Reaktionstemperaturbereich von 160°C bis 550°C aufweist, und wobei zwischen den zumindest zwei Kanälen (14) ein Brennraum (16) zur regenerativen Nachverbrennung des Kohlenstoffmonoxids (CO) und der gasförmigen organischen Stoffe in den Rauchgasen (A) zum Ausgleich der Verluste der Wärmeverschiebung in den Wärmespeichermodulen (15, 15') angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung (19) zum Kühlen und/oder Heizen der Rauchgase (A) vorgesehen ist, um den Reaktionstemperaturbereich des Katalysators (6) bei rohgasseitig schwankender Temperatur der Rauchgase (A) einzuhalten.
10. 10. Vorrichtung (T) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kühl-und/oder Heizeinrichtung (19) zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs zwischen zwei Katalysatoren (6) angeordnet ist.
11. 11. Vorrichtung (T) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung (19) zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs zwischen dem Katalysator (6) und dem vom Brennraum (16) abgewandten Wärmetauschermodul (15) angeordnet ist.
12. 12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung (19) zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs zwischen dem Katalysator (6) und dem dem Brennraum (16) zugewandten Wärmetauschermodul (15') angeordnet ist.
13. 13. Vorrichtung (T) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung (19) zumindest ein Zufuhrelement (20), insbesondere ein Düsenelement, zur Einbringung eines Kühl- bzw. Heizmittels in die Rauchgase (A) aufweist, wobei vorzugsweise mehrere Zufuhrelemente (20) in einer Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung des Rauchgases (A) angeordnet sind.
14. 14. Vorrichtung (T) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zufuhrelement (20) zur Einbringung des Kühl- und/oder Heizmittels zudem als Einrichtung zum Einleiten von Ammoniak bzw. Ammoniak abgebenden Verbindungen in die Rauchgase ausgebildet ist.
15. 15. Vorrichtung (T) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung (19) durch einen Wärmetauscher (25) gebildet ist, welcher vorzugsweise senkrecht zur Strömungsrichtung des Rauchgases (A) angeordnet ist.
16. 16. Vorrichtung (T) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung (22) mit zumindest einem Messelement (22', 24) zum Messen der Temperatur der Rauchgase (A) an zumindest einer Stelle (x) in den Kanälen (14) vorgesehen ist, wobei vorzugsweise ein Messelement (22') zum Messen der Temperatur der Rauchgase (A) zwischen dem Katalysator (6) und dem vom Brennraum (16) abgewandten Wärmetauschermodul (15) und/oder ein weiteres Messelement (24) zum Messen der Temperatur der Rauchgase (A) zwischen dem Katalysator (6) und dem dem Brennraum (16) zugewandten Wärmetauschermodul (15') vorgesehen ist. 11/19 ästerreidBsd!« pitwiarot AT513 597 B1 2014-06-15
17. 17. Vorrichtung (1') nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (22) mit einer Regeleinrichtung (23) verbunden ist, welche dazu eingerichtet ist, die Temperatur der Rauchgase (A) zur Einhaltung des Reaktionstemperaturbereichs des Katalysators (6) über die Kühl- und/oder Heizeinrichtung (19) zu regeln.
18. 18. Vorrichtung (T) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (23) dazu eingerichtet ist, die Temperatur der Rauchgase (A) an der vom Brennraum (16) abgewandten Seite des Katalysators (6) oberhalb eines unteren Schwellwerts, welcher vorzugsweise zwischen 160°C und 350°C, insbesondere im Wesentlichen 250°C, beträgt, zu halten.
19. 19. Vorrichtung (T) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (23) dazu eingerichtet ist, die Temperatur der Rauchgase (A) an der dem Brennraum (16) zugewandten Seite des Katalysators (6) unterhalb eines oberen Schwellwerts, welcher vorzugsweise zwischen 350°C und 550°C, insbesondere im Wesentlichen 450°C, beträgt, zu halten. Hierzu 7 Blatt Zeichnungen 12/19