DE10011327A1 - Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von Schwefel-und Stickoxide enthaltenden staub-und sauerstoffhaltigen Abgasen eines Zement-Drehrohrofens - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von Schwefel-und Stickoxide enthaltenden staub-und sauerstoffhaltigen Abgasen eines Zement-DrehrohrofensInfo
- Publication number
- DE10011327A1 DE10011327A1 DE2000111327 DE10011327A DE10011327A1 DE 10011327 A1 DE10011327 A1 DE 10011327A1 DE 2000111327 DE2000111327 DE 2000111327 DE 10011327 A DE10011327 A DE 10011327A DE 10011327 A1 DE10011327 A1 DE 10011327A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- reactor
- catalyst
- treatment
- dust
- oxygen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/50—Sulfur oxides
- B01D53/508—Sulfur oxides by treating the gases with solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
- B01D53/8631—Processes characterised by a specific device
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
- F23J15/003—Arrangements of devices for treating smoke or fumes for supplying chemicals to fumes, e.g. using injection devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2215/00—Preventing emissions
- F23J2215/10—Nitrogen; Compounds thereof
- F23J2215/101—Nitrous oxide (N2O)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2215/00—Preventing emissions
- F23J2215/20—Sulfur; Compounds thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2219/00—Treatment devices
- F23J2219/10—Catalytic reduction devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von Schwefel- und Stickoxide enthaltenden staub- und sauerstoffhaltigen Abgasen aus Zementdrehrohröfen werden in einem Reaktor mit festem Katalysator im Temperaturbereich von 200 DEG C bis 500 DEG C die Abgase von Schwefel- und Stickoxiden befreit.
Description
Die Herstellung von Zement umfasst das Gewinnen und Aufbereiten der Rohstoffe, das
Brennen des im Wesentlichen aus Kalkstein, Ton und Kieselsäure bestehenden Rohstoff
gemisches zu Zementklinker in einem Ofen und gemeinsames Vermahlen des Klinkers mit
Zermahlstoffen, z. B. CaSO4, zu Zement. In der Bundesrepublik Deutschland werden
ca. 97% des Zementklinkers in Drehrohröfen gebrannt, die mit Erdgas, Öl, Kohlenstaub oder
Sekundärbrennstoffen geheizt werden. Im Flammenbereich des Ofens mit Gastemperaturen
von 1800°C bis 2000°C werden Brennguttemperaturen von 1350°C bis 1500°C erreicht,
die für die Zementklinkerbildung erforderlich sind. Die Vorwärmung des Rohmehls erfolgt
entweder im Drehrohrofen selbst oder aber in einem separaten Vorwärmer, der vorzugswei
se aus mehreren hintereinander angeordneten Zyklonen bestehent. Die heißen Abgase des
Drehrohrofens durchströmen die Zyklone von unten nach oben. Das Rohmehl wird den Ab
gasen vor dem obersten Zyklon zugegeben. In den einzelnen Zyklonen wird der Staub aus
dem Gas abgeschieden und vor dem nächstfolgenden Zyklon erneut in den Gasstrom sus
pendiert. Auf diese Weise wird das Rohmehl erwärmt. Das Abgas hat nach den Verlassen
des obersten Zyklons noch Temperaturen von 300°C bis 400°C und weist einen Staubge
halt von 50-100 g/m3 N.tr. auf. Bei einer Abgasmenge von beispielsweise
ca. 100000 m3 N.tr./h und ca. 100 t/h Rohmehlaufgabe befinden sich 5 t/h bis 10 t/h Staub im
Abgas, d. h. die Staubabscheidung in den Zyklonen liegt insgesamt zwischen 80% und
95%. Der restliche Wärmeinhalt der staubhaltigen Abgase wird in der Mahlanlage für die
Rohmehltrocknung verwertet. Der Staub aus der Filtereinrichtung der Mahlanlage wird als
Rohmehl bezeichnet und ist der Ausgangsstoff für den Klinkerprozess. Bei Ausfall oder Still
stand der Mahlanlage wird das Abgas nach dem letzten Zyklon nicht über die Mahlanlage
geleitet, sondern über einen Verdampfungskühler abgekühlt und dann in einer separaten
Filteranlage entstaubt. Das bedeutet einen Direktbetrieb ohne Verwertung des Wärmeinhalts
in der Mahlanlage.
Im Drehrohrofen bilden sich bei den hohen Temperaturen der Flamme Schwefel- und Stick
oxide in erheblicher Menge, die aus den Abgasen entfernt werden müssen, da sie als Um
weltgifte wirken. Außerdem können die Abgase auch noch Kohlenmonoxid, Kohlenwasser
stoffe, halogene Verbindungen enthalten, die ebenfalls zu entfernen sind.
In der DE-A-196 35 385 ist ein Verfahren zur Entstickung von bei der Herstellung von Ze
ment anfallenden Abgasen vorgesehen, bei dem die Abgase, die Staubgehalte von mehr als
5 g/m3 N.f. aufweisen, in einem titanoxidhaltigen Katalysator mit einem hydraulischen Durch
messer von 6,8 mm bis 30 mm eingesetzt werden und diesen mit einer Abgasgeschwindig
keit von mehr als 3 m/s i. B. durchströmen. Hierbei handelt es sich um eine Entstickung
staubhaltiger Abgase aus der Zementindustrie mittels titanhaltigem Katalysator. Ein solches
Verfahren ist auch in der DE-A-296 15 192 beschrieben. Bei dem Vorschlag gemäß
DE-A-196 35 385 wird bei hohem SO2-Gehalt im Abgas der V2O5-Gehalt im Katalysator we
gen Ammoniumhydrogensulfatbildung begrenzt. In der Anmeldung EP-A1-0 534 087 A1 wird
ein Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus Abgasen beschrieben, bei dem dem Ab
gas vor Eintritt in den Katalysator Alkohol zugesetzt wird, um die Konvertierung von SO2 zu
SO3 zu reduzieren. Der vorgenannte Stand der Technik beinhaltet nicht den simultanen ka
talytischen Abbau von in Abgasen enthaltenen Schwefel- und Stickoxiden, sondern nur die
Entstickung von Abgasen mit niedrigem Schwefeloxidgehalt.
Aus der WO-97/09112 ist eine Anlage zur Reinigung der Rauchgase eines Ofens, insbeson
dere eines Zement-Drehrohrofens bekannt, wobei ein Reduktionskatalysator mit eingangs
seitiger Reaktionsmitteleindüsung unmittelbar nach dem Ofen, also vor der Entstaubung,
angeordnet ist. Der Reduktionskatalysator ist kurz nach dem Ofen, d. h. vor dem Zyklonen
wärmetauscher angeordnet, da der Zyklonwärmetauscher außer als Wärmetauscher auch
als Entstaubungsapparat wirkt. Allerdings ist aus der Zeichnung zu entnehmen, dass der
Reduktionsreaktor nicht unmittelbar nach dem Ofen, sondern nach dem Zyklonwärmetau
scher angeordnet ist, d. h. nach der teilweisen Entstaubung in den Zyklonen. Darüber hinaus
erfolgt die Ammoniak- oder Harnstoffdosierung direkt vor dem Reduktionsreaktor. Hierbei ist
eine gleichmäßige Verteilung des Ammoniaks nicht gewährleistet. Durch die Strähnenbildung
des Ammoniaks im Reduktionskatalysator ist ein hoher Ammoniakschlupf zu erwarten.
Außerdem ist diese Einrichtung nicht zu einer simultanen Abscheidung von Schwefel- und
Stickoxiden geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur gleichzeitigen Entschwefelung
und Entstickung ohne Bildung von Ammoniumsulfat bzw. Ammoniumhydrogensulfat zu ent
wickeln, bei dem der Abbau von NOx zu N2 und H2O erfolgt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Behandlung der Schwefel- und Stickoxide ent
haltenden Abgase in einer Vorrichtung, bestückt mit festem Katalysator, der nach der Roh
mehlzugabe angeordnet ist, durchgeführt wird und bei der Behandlung die Betriebsbedin
gungen der Gasströmung im freien Reaktionsraum entsprechend der Kennzahlen von Frou
de im Bereich
liegen.
Es bedeuten:
µ die relative Gasgeschwindigkeit in m/s
Fr die Froudezahl
ρg die Dichte des Gases in kg/m3
ρk die Dichte des Feststoffteilchens in kg/m3
dk den Durchmesser des kugelförmigen Staubteilchens in m
g die Gravitationskonstante in m/s2
µ die relative Gasgeschwindigkeit in m/s
Fr die Froudezahl
ρg die Dichte des Gases in kg/m3
ρk die Dichte des Feststoffteilchens in kg/m3
dk den Durchmesser des kugelförmigen Staubteilchens in m
g die Gravitationskonstante in m/s2
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren trotz
der ungefähr stöchiometrischen Fahrweise der NH3/NOx-Verhältnisse ein Entstickungsgrad
von 95% bis 98% und ein Entschwefelungsgrad von 80% bis 90% erreicht werden kann,
wobei die Bildung von Ammoniumsulfat, Ammoniumhydrogensulfat und Schwefelsäure vermieden
wird. Dieser Vorteil beruht auf der Tatsache, dass bei der katalytischen Behandlung
nicht nur NOx in Stickstoff und Wasserdampf umgewandelt wird, sondern auch SO2 in SO3
konvertiert und bei Anwesenheit von freien Oxiden, Carbonaten, Hydroxiden von Kalzium die
Bildung von Ammoniumsulfaten, Ammoniumbisulfaten bzw. Schwefelsäure unterdrückt wird.
Diese eingebundenen Sulfate von Kalzium, Magnesium, Natrium und Kalium können sehr
einfach in einer nachgeschalteten Filteranlage, z. B. einem Schlauch- oder Elektrofilter, ab
getrennt und verwertet werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist der Einsatz von Waben- und/oder Platten
katalysatoren, die neben Titandioxid und Wolfram mehr als 0,5 Gew.-%, Vanadiumpentoxid
enthalten. Hierbei werden die katalytischen Umsätze erhöht. Eine besonders bevorzugte
Ausgestaltung der Erfindung ist, dass vorzugsweise die Katalysatoren 2% bis 8% Vanadi
umpentoxid enthalten. Bei dieser Fahrweise werden Entstickungs- und Entschwefelungsgra
de von über 95% erreicht.
Weiterhin wird vorzugsweise durch die Behandlung unter Zusatz von einem oder mehreren
Stoffen, ausgewählt aus freien Oxiden und Hydroxiden von Kalzium vor dem Eintritt in die
Vorrichtung, die Einbindung von SO2 erleichtert.
Als Reduktionsmittel werden NH3-abgebende Verbindungen (NH4)2SO4, (NH4)2CO3,
(NH4)HCO3, (COONH3)2H2O, HCOONH4, NH3, NH4OH, H2O-CO-NH2, NH2CN, Ca(CN)2, Na-
OCN, C2H4N4, C3H6N6 und NH3-haltige Abwässer aus photochemischen Anlagen einzeln
oder zu mehreren vor dem Eintritt in den katalytischen Reaktor in gasförmigem, flüssigem
oder festem Zustand an mehreren Stellen in den Rauchgasstrom im Temperaturbereich zwi
schen 200°C und 1000°C eingebracht.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass als Reduktionsmittel NH3-abgebende
Verbindungen in Form verdünnter wässriger Lösungen, vorzugsweise im Temperaturbereich
zwischen 300°C und 550°C, in den Rauchgasstrom eingebracht werden. Hierbei wird der
Wasserdampfpartialdruck im Reaktionsraum erhöht und so die Verbesserung der Schwefel
einbindung erreicht.
Der Reaktor kann von oben oder von unten angeströmt werden. Eine besonders bevorzugte
Ausgestaltung der Erfindung ist, dass der mit den Katalysatoren bestückte Reaktor wechsel
weise von oben und von unten anströmbar ist. Durch diese wechselweise Anströmung kann
der Reaktor von staubhaltigen Abgasen leicht sauber gehalten und die Blockierung der Ka
näle durch Staub vermieden werden. Weiterhin kann die Lebensdauer der Katalysatoren
durch den Wechsel der Reaktoranströmung erhöht werden.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist, dass der mit Katalysator bestückte
Reaktor neben dem Abbau von Schwefel- und Stickoxid gleichzeitig für den Abbau von halo
genen Verbindungen, halogenisierten organischen Verbindungen, Kohlenwasserstoffen und
CO einsetzbar ist.
Eine weitere Ausgestaltung ist erfindungsgemäß die Vorrichtung zur Behandlung von staub-
und sauerstoffhaltigem Abgas. In den Zeichnungen sind Beispiele der Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden. Es zeigen
schematisch:
Fig. 1 eine Anordnung der Vorrichtung in der Zementindustrie
Fig. 2 eine Vorrichtung für die Zementindustrie
Fig. 1 zeigt die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Zementwerk mit
Drehrohrofen für die Klinkererzeugung. Der SCR-Reaktor mit Katalysatormodulen und
Staubbläsern ist in Strömungsrichtung nach dem Schwebegas-Zyklonwärmetauscher, be
stehend aus den miteinander verbundenen mit den Zyklonen Z21 bis Z24, angeordnet. Für
die Dosierung von NH3-abgebenden Verbindungen sind mehrere Stellen A, B, C, D und E im
Temperaturbereich von 300°C bis 1000°C vorgesehen. Für die Dosierung von Ammoniak,
Ammoniaklösung bzw. Harnstofflösung werden die Dosierstellen A, B und C bevorzugt. Bei
der Dosierung von NH3-haltigem Abwasser aus phototechnischen Anlagen und anderen
Verbindungen von NH3 eignen sich bevorzugt die Dosierstellen D und E. Das kalziumhaltige
Rohmehl wird zwischen den Zyklonen Z1 und Z2 aufgegeben. Nach der Behandlung im
SCR-Reaktor wird das Abgas entweder bei Verbundbetrieb über die Rohmaterialmühle und
die Entstaubungseinrichtung zum Kamin geleitet oder bei Direktbetrieb über Verdampfungs
kühler und Entstaubungseinrichtung zum Kamin geleitet.
Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung mit Gasführung von unten nach oben, von oben nach unten
und wechselweise von unten und von oben.
Für eine wechselweise Gasführung von unten und von oben im Betrieb sind einige zusätzli
che Leitungen und Klappen vorgesehen, die in Fig. 2 zu sehen sind. Bei der wechselweisen
Schaltung der Abgase von unten nach oben werden Kalziumverbindungen und NH3 enthal
tendes Abgas von unten über Leitung A im Reaktor eingeleitet und über Leitung 5 abgezo
gen. Hierbei bleiben die Klappen Nr. M1, M4, M6 und M8 geschlossen und Klappen M2, M3,
M5 und M7 geöffnet. Danach wird das Abgas über das WT-Gebläse bei Verbundbetrieb über
Leitung C zur Rohmaterialmühle und Entstaubungseinrichtung zum Kamin geleitet oder bei
Direktbetrieb über Leitung D zum Verdampfungskühler und Entstaubungseinrichtung zum
Kamin geleitet. Die Klappen M9 und M10 wirken gegenseitig für die Absperrung des Ver
bund- oder Direktbetriebes. Bei wechselweiser Schaltung der Gasführung von oben werden
Kalziumverbindungen und NH3 enthaltendes Abgas nach dem Zyklonwärmetauscher über
die Leitungen E und B von oben in den SCR-Reaktor eingeleitet und von unten über die
Leitungen A und F zum WT-Gebläse abgeleitet. Hierbei bleiben die Klappen M1, M8, M5,
M3, M4 und M6 offen und Klappen M2 und M7 geschlossen. Danach wird Abgas über das
WT-Gebläse bei Verbundbetrieb über Leitung C zur Rohmaterialmühle und Entstaubungs
einrichtung zum Kamin geleitet oder bei Direktbetrieb über Leitung D zum Verdampfungs
kühler und zur Entstaubungseinrichtung zum Kamin geleitet.
Bei einem Störfall oder Abstellen des SCR-Reaktors wird die Zugabe von NH3-abgebenden
Verbindungen abgestellt und über einen Bypass, d. h. über Leitung F über das WT-Gebläse
entweder zur Rohmaterialmühle oder zum Verdampfungskühler abgeleitet. Dabei bleiben die
Klappen M2, M4, M6 geöffnet und die Klappen M3, M1, M8, M7 und M5 geschlossen. Die
Kaltluftklappe M9 ist zur Regelung der Abgastemperatur vor dem SCR-Reaktor vorgesehen.
Bei einer Auslegung mit Gasführung nur von unten sind die Leitung E und die Klappen M1,
M8 und M7 überflüssig und somit die Vorrichtung nur mit einem SCR-Reaktor, By
pass-Leitung F und die Klappen M3, M4, M5, M6 vorgesehen. Im Zusammenhang mit Platz-
und Kostenersparnissen können zwei einzelne Klappen mit einer Umschaltklappe ausges
tattet sein. Außerdem kann das WT-Gebläse je nach Platzbedarf und Auslegung kurz nach
dem Zyklonwärmetauscher installiert sein.
Der SCR-Reaktor ist beispielsweise mit fünf Katalysatorlagen mit Modulen für SOx- und NOx-
Abbau und einer Katalysatorlage mit Modulen für Kohlenwasserstoff- und Kohlenmonoxid
abbau vorgesehen. Je nach Anteil an SOx, NOx, Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid
kann die Anzahl der Katalysatorlagen geändert werden. Die Katalysatorelemente bzw. Kata
lysator-Module werden gasseitig gegen Erosion von staubhaltigen Abgasen mit Verschleiß
schutz bzw. Verschleißgittern aus Hartmetall oder Keramik versehen. Bei wechselweiser
Gasführung von oben und unten wird beidseitig ein Verschleißschutz von ca. 5-20 mm an
gebracht.
Weiterhin sind für die Reinigung der Katalysatorenoberfläche gasseitig Staubbläser für jede
Katalysatorlage vorgesehen. Bei wechselweiser Gasführung im Betrieb von oben und unten
sind die Staubbläser beidseitig vorgesehen. Die Luft für die Staubbläser wird vor dem Eintritt
in den Reaktor auf ca. 250°C erhitzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend durch Ausführungsbeispiele erläutert.
In einem Zementwerk mit Abgasvolumen von 100000 m3 N.tr./h ist eine Anlage entsprechend
Fig. 2 installiert. Es werden Versuche mit Teilgasströmen von 3000-10000 m3 N.tr. durch
geführt. Vor der Einleitung in den Reaktor hat das Rohgas folgende Zusammensetzung:
NOx-Gehalt (berechnet als NO2) = 1500 mg/m3 N.tr.SO2-Gehalt = 500 mg/m3 N.tr.
Staubgehalt = 8000 mg/m3 N.tr.O2-Gehalt = 3,2 vol.%
Temperatur im Reaktor = 320°C
NOx-Gehalt (berechnet als NO2) = 1500 mg/m3 N.tr.SO2-Gehalt = 500 mg/m3 N.tr.
Staubgehalt = 8000 mg/m3 N.tr.O2-Gehalt = 3,2 vol.%
Temperatur im Reaktor = 320°C
Die Dichte des Gases wird anhand der Gaszusammensetzung berechnet. Der Staubgehalt
vor eintritt in den Reaktor (überwiegend CaO und Ca(OH)2) beträgt 8000 mg/m3 N.tr.. Die er
mittelte Korndichte des Staubes liegt bei 3,1 kg/m3. Anhand dieser Daten und Betriebsbedin
gungen wird entsprechend den Kennzahlen von Froude eine Gasgeschwindigkeit von
6,5 m/s ermittelt.
Bei den Versuchen werden Wabenkatalysatoren mit unterschiedlichen Anteilen an Aktiv
komponenten und folgenden Spezifikationen eingesetzt:
freie Öffnungsfläche = 85%
Pitch = 11 mm
lichte Weite der Kanäle = 10 mm
Wandstärke = 1 mm.
freie Öffnungsfläche = 85%
Pitch = 11 mm
lichte Weite der Kanäle = 10 mm
Wandstärke = 1 mm.
Der Gehalt an Aktivkomponente (z. B. V2O5) in den Katalysatoren beträgt 0,1%, 0,3%, 1%,
3% und 5%. Als Reduktionsmittel wird gasförmiges NH3 vor dem Eintritt in den Reaktor mit
einer Stöchiometrie, d. h. einem Molverhältnis NH3/NOx von 0,85 zugegeben.
Für die Versuche wird als Verschleißschutz ein Stahlgitter aus Edelstahl auf dem Modul des
Katalysators vor dem Eintritt des staubhaltigen Abgases angebracht.
Die Gaskomponenten NOx, SOx, NH3, CO, CO2 und H2O werden kontinuierlich vor und nach
dem Reaktor mittels eines Multikomponenten-Analysators MCS-100 gemessen.
Der Abbau der wichtigsten Komponenten in Abhängigkeit vom Gehalt an Aktivkomponente
V2O5 ist in der nachfolgenden Tabelle dargestellt:
Die Ergebnisse zeigen, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren NOx und SOx bei Ein
stellung geeigneter Betriebsbedingungen - Gasströmung und Auswahl der Aktivkomponen
ten - abgebaut werden.
Bei den Versuchen mit 5% V2O5 liegt der NH3-Gehalt im Abgas bei < 1 mg/m3 N.tr.. Die Analy
sen des Staubes nach Katalysator zeigen keinerlei Bildung von Ammoniumsulfat, Ammoni
umhydrogensulfat oder CaSO3. Der SOx-Gehalt wird als CaSO4 gebunden. Darüber hinaus
werden bei diesen Versuchen keine Staubablagerungen im Reaktor oder in den Katalysator
kanälen festgestellt.
In einer weiteren Versuchsreihe werden die Betriebsbedingungen der Gasströmung im freien
Reaktionsraum bei gleicher Gaszusammensetzung, gleichem Staubgehalt und gleichen Ka
talysatoren außerhalb der erfindungsgemäßen Kennzahlen von Froude geändert. Dabei wird
festgestellt, dass der NOx-Abbau bei Gasgeschwindigkeiten von unter 4 m/s stark zurückging
und die Druckdifferenz am Reaktor ansteigt. Die Folge ist eine totale Verstopfung der Kataly
satorkanäle mit Staub.
Claims (11)
1. Verfahren zur Behandlung von staub- und sauerstoffhaltigen Abgasen, die Schwefel- und
Stickoxide enthalten, in einem Temperaturbereich von 200°C bis 500°C mittels Redukti
onsmitteln in einem Reaktor, der mit festem Katalysator mit Strömungskanälen, bei dem
die freie Öffnungsfläche des Katalysators mehr als 50% beträgt und bei dem die Kanäle
des Katalysators einen hydraulischen Durchmesser über 2 mm aufweisen, bestückt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
- a) die Behandlung im Reaktor in Gegenwart und/oder unter Zusatz von einem oder meh reren Stoffen, ausgewählt aus freien Oxiden, Carbonaten, Hydroxiden von Kalzium, Magnesium, Natrium und Kalium durchgeführt wird,
- b) bei der Behandlung die Betriebsbedingungen der Gasströmung im freien Reaktions
raum entsprechend der Kennzahlen von Froude im Bereich
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktor Waben- und/oder
Plattenkatalysatoren eingesetzt werden, die neben Titandioxid und Wolfram mehr als
0,5 Gew.-%, vorzugsweise 2-8%, Vanadiumpentoxid enthalten.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Be
handlung des Abgases vorzugsweise unter Zusatz eines oder mehrerer Stoffe, ausge
wählt aus von freien Oxiden und Hydroxiden von Kalzium, vor der Vorrichtung durchge
führt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Reduk
tionsmittel NH3-abgebende Verbindungen (NH4)2SO4, (NH4)2CO3, (NH4)HCO3,
(COONH3)2H2O, HCOONH4, NH3, NH4OH, H2O-CO-NH2, NH2CN, Ca(CN)2, NaOCN,
C2H4N4, C3H6N6 oder NH3-haltige Abwässer aus photochemischen Anlagen einzeln oder
zu mehreren eingesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass NH3-abgebende Verbindun
gen vor dem Eintritt der Abgase in den Reaktor in gasförmigem, flüssigem oder festem
Zustand in den Rauchgasstrom im Temperaturbereich zwischen 200°C und 1000°C
eingebracht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass NH3-
abgebende Verbindungen in Form verdünnter wässriger Lösungen vorzugsweise im
Temperaturbereich zwischen 300°C und 550°C in den Rauchgasstrom eingebracht
werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem
Katalysator bestückte Reaktor von oben oder von unten angeströmt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem
Katalysator bestückte Reaktor wechselweise von oben und von unten angeströmt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem
Katalysator bestückte Reaktor neben den Abbau von Schwefel- und Stickoxiden gleich
zeitig für den Abbau der halogenen Verbindungen, halogenisierten organischen Verbin
dungen, Kohlenwasserstoffe und CO eingesetzt wird.
10. Vorrichtung zur Behandlung von staub- und sauerstoffhaltigen Abgasen eines Zement
werks, die Schwefel- und Stickoxide enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass der mit
Katalysator bestückte Reaktor nach dem Zyklonwärmetauscher im Abgasstrom und vor
der Rohmaterialmühle und vor Bypass zum Verdampfungskühler angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von
NH3-abgebenden Verbindungen vorzugsweise im Bereich der Rohmehlaufgabe und/oder
kurz nach der Rohmehlaufgabe, vorzugsweise vor dem letzten Zyklon in den Wärmetau
scher erfolgt.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000111327 DE10011327A1 (de) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von Schwefel-und Stickoxide enthaltenden staub-und sauerstoffhaltigen Abgasen eines Zement-Drehrohrofens |
DE20122251U DE20122251U1 (de) | 1969-05-19 | 2001-03-08 | Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von staub- und sauerstoffhaltigen Abgasen |
AU52170/01A AU5217001A (en) | 2000-03-10 | 2001-03-08 | Method and device for catalytically treating exhaust gas containing dust and oxygen |
US10/030,198 US20030157007A1 (en) | 2000-03-10 | 2001-03-08 | Method and device for the catalytically treating exhaust gas containing dust and oxygen |
CA002391710A CA2391710C (en) | 2000-03-10 | 2001-03-08 | Method and device for catalytically treating exhaust gas containing dust and oxygen |
PCT/EP2001/002612 WO2001066233A1 (de) | 2000-03-10 | 2001-03-08 | Verfahren und vorrichtung zur katalytischen behandlung von schwefel- und stickstoffoxide enthaltenden abgasen |
EP01925398A EP1244511A1 (de) | 2000-03-10 | 2001-03-08 | Verfahren und vorrichtung zur katalytischen behandlung von schwefel- und stickstoffoxide enthaltenden abgasen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000111327 DE10011327A1 (de) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von Schwefel-und Stickoxide enthaltenden staub-und sauerstoffhaltigen Abgasen eines Zement-Drehrohrofens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10011327A1 true DE10011327A1 (de) | 2001-09-27 |
Family
ID=7633998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000111327 Ceased DE10011327A1 (de) | 1969-05-19 | 2000-03-10 | Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von Schwefel-und Stickoxide enthaltenden staub-und sauerstoffhaltigen Abgasen eines Zement-Drehrohrofens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10011327A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005108891A1 (de) * | 2004-04-16 | 2005-11-17 | Polysius Ag | Anlage und verfahren zur herstellung von zementklinker |
AT500744B1 (de) * | 2005-03-11 | 2006-03-15 | Montanuniv Leoben | Verwendung eines ammoniak abgebenden reststoffes |
EP2444145A1 (de) | 2010-10-21 | 2012-04-25 | Elex Cemcat AG | Rauchgasreinigungsanlage mit mehrlagigem SCR-Katalysator |
DE102017119498A1 (de) * | 2017-08-25 | 2019-02-28 | Thyssenkrupp Ag | Katalysatorvorrichtung zur Reduzierung von Schadstoffen in einem Abgas |
-
2000
- 2000-03-10 DE DE2000111327 patent/DE10011327A1/de not_active Ceased
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005108891A1 (de) * | 2004-04-16 | 2005-11-17 | Polysius Ag | Anlage und verfahren zur herstellung von zementklinker |
AT500744B1 (de) * | 2005-03-11 | 2006-03-15 | Montanuniv Leoben | Verwendung eines ammoniak abgebenden reststoffes |
EP2444145A1 (de) | 2010-10-21 | 2012-04-25 | Elex Cemcat AG | Rauchgasreinigungsanlage mit mehrlagigem SCR-Katalysator |
DE102010060104A1 (de) | 2010-10-21 | 2012-04-26 | Elex Cemcat Ag | Rauchgasreinigungsstufe |
DE102017119498A1 (de) * | 2017-08-25 | 2019-02-28 | Thyssenkrupp Ag | Katalysatorvorrichtung zur Reduzierung von Schadstoffen in einem Abgas |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10260740B4 (de) | Verfahren und Anlage zur Entfernung von gasförmigen Schadstoffen aus Abgasen | |
EP2569076B1 (de) | Verfahren zur reinigung von abgasen mittels regenerativer thermischer nachverbrennung | |
EP0129273B1 (de) | Verfahren zur Abtrennung von Schadstoffen aus Abgasen | |
EP0211458B2 (de) | Verfahren zur Entfernung von Schadstoffen aus Rauchgas | |
EP0559253B1 (de) | Verfahren zum Entfernen von Schadstoffen aus Verbrennungsabgasen und Wirbelschichtreaktor hierzu | |
EP0863790A1 (de) | Rauchgasreinigungsanlage | |
WO2016169638A1 (de) | Behandlung von abgasen der zementklinkerherstellung | |
AT505542B1 (de) | Anlage zur reinigung der rauchgase eines ofens | |
EP3256236B1 (de) | Verfahren zur reinigung von abgasen bei der thermischen aufarbeitung von mineralstoffen | |
WO1996021504A1 (de) | Verfahren zur kühlung und reinigung von rauchgasen | |
DE69103747T2 (de) | Methode und vorrichtung zur reinigung von abgasen. | |
CH698991B1 (de) | Abgasreinigung. | |
EP0205866A1 (de) | Verfahren zur trockenen Reinigung von Rauchgasen | |
EP1244511A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur katalytischen behandlung von schwefel- und stickstoffoxide enthaltenden abgasen | |
DE10011327A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von Schwefel-und Stickoxide enthaltenden staub-und sauerstoffhaltigen Abgasen eines Zement-Drehrohrofens | |
EP0525847B1 (de) | Verfahren zur Entstickung der bei der Herstellung von Zement anfallenden Abgase | |
WO1989011904A1 (en) | Process and installation for dry separation of noxious substances from flue gases | |
US20030157007A1 (en) | Method and device for the catalytically treating exhaust gas containing dust and oxygen | |
EP1537905B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Sorption von Schadstoffen aus Verbrennungsabgasen mittels einer fluidisierenden Wirbelschicht | |
DE10011325A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von Schwefel-und Stickoxiden enthaltenden staub -und sauerstoffhaltigen Abgasen | |
DE20122251U1 (de) | Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von staub- und sauerstoffhaltigen Abgasen | |
EP3650756B1 (de) | Zerlegbares lanzensystem | |
EP0826409B1 (de) | DeNOx-Verfahren für staubhaltige Abgase | |
EP0783916A1 (de) | Verfahren zur Entstickung von Rauchgasen | |
WO1987001613A1 (en) | Process and installation for cleaning exhaust gases from furnace installations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |