DE102009036948A1 - Process and a plant for the reduction of nitrogen oxides dust-containing exhaust gases by means of an SCR catalyst - Google Patents

Process and a plant for the reduction of nitrogen oxides dust-containing exhaust gases by means of an SCR catalyst Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur Reduktion von Stickoxiden staubhaltiger Abgase mittels eines SCR-Katalysators, wobei die Abgase vor Eintritt in den Katalysator durch Agglomeration von Staubpartikeln konditioniert werden. Auf diese Weise wird eine besonders wirksame und betaubhaltiger Abgase mittels eines SCR-Katalysators erreicht.The invention relates to a method and a system for the reduction of nitrogen oxides dust-containing exhaust gases by means of an SCR catalyst, wherein the exhaust gases are conditioned by agglomeration of dust particles before entering the catalyst. In this way, a particularly effective and betaubhaltiger exhaust gases is achieved by means of an SCR catalyst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur Reduktion von Stickoxiden (NOX) staubhaltiger Abgase mittels eines SCR-Katalysators. Derartige Abgase fallen beispielsweise in Brennanlagen für Zement oder Minerals sowie in der Kraftwerkstechnik an.The invention relates to a method and a system for the reduction of nitrogen oxides (NO x ) dust-containing exhaust gases by means of an SCR catalyst. Such exhaust gases are obtained, for example, in furnaces for cement or minerals and in power plant technology.

Das SCR-Verfahren zur NOX-Minderung erfordert bei einem vertretbaren Einsatz von Vanadium und Edelmetallen aufgrund der mitunter hohen Schwefelfrachten in den Abgasen Reaktionstemperaturen von über 280°C. Bei Zementbrennanlagen ist es daher in der Regel notwendig, den Katalysator direkt hinter dem Zyklonvorwärmer zu platzieren, da hier prozessbedingt Temperaturen von etwa 300 bis 380°C vorliegen. Leider weisen jedoch die Abgase an dieser Stelle eine extrem hohe Staubbeladung in der Größenordnung von 50 bis 150 g/Nm3 auf. Diese hohen Staubfrachten führen am Katalysator zu Betriebsproblemen durch Verstopfungen; sie können ferner auch die poröse Oberfläche des Katalysators deaktivieren. Da der Katalysator in der Regel fest im Reaktor montiert ist, gibt es nur begrenzte Möglichkeiten, ihn im Betrieb zu reinigen und zu reaktivieren.The SCR process for NO x reduction requires a reasonable use of vanadium and precious metals due to the sometimes high sulfur levels in the exhaust gases reaction temperatures above 280 ° C. In cement kilns, it is therefore usually necessary to place the catalyst directly behind the cyclone preheater, since here process-related temperatures of about 300 to 380 ° C are present. Unfortunately, however, the exhaust gases at this point on an extremely high dust load in the order of 50 to 150 g / Nm 3 . These high dust loads cause clogging problems at the catalytic converter; they may also deactivate the porous surface of the catalyst. Since the catalyst is usually fixedly mounted in the reactor, there are limited opportunities to clean it in operation and reactivate.

Um Staubablagerungen auf der Oberfläche von High-Dust-Katalysatoren zu entfernen, ist der Einsatz von Druckluftbläsern bekannt ( DE 10037499 ). Zur Unterstützung der Reinigungsleistung dieser Staubbläser wurde auch schon eine zusätzliche akustische Reinigung der Katalysatoren mit Schallhörnern vorgeschlagen, die den angelagerten Staub auflockern, ehe er mit den Staubbläsern entfernt wird ( DE 10 2005 039 997 ).In order to remove dust deposits on the surface of high-dust catalysts, the use of compressed air blowers is known (US Pat. DE 10037499 ). In order to support the cleaning performance of these dust blowers, an additional acoustic cleaning of the baffles with acoustic horns has already been proposed, which loosen the deposited dust before it is removed with the dust blowers ( DE 10 2005 039 997 ).

In der Praxis zeigt sich jedoch, dass diese bekannten Verfahren vielfach, inbesondere bei der Herstellung von Zementklinker, nicht den gewünschten Reinigungseffekt gewährleisten.In In practice, however, it has been shown that these known methods often, especially in the production of cement clinker, not the desired one Ensure cleaning effect.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren sowie eine Anlage zu schaffen, die eine besonders wirksame und betrieblich zuverlässige Reduktion von Stickoxiden staubhaltiger Abgase mittels eines SCR-Katalysators ermöglichen.Of the The invention is therefore based on the object, a method and to create a facility that is particularly effective and operational Reliable reduction of nitrogen oxides from dusty exhaust gases allow by means of an SCR catalyst.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass die Abgase vor Eintritt in den Katalysator durch Agglomeration von Staubpartikeln konditioniert werden. Die erfindungsgemäße Anlage ist demgemäß durch eine dem Katalysator vorgeschaltete Konditionierstufe zur Agglomeration von in den Abgasen enthaltenen Staubpartikeln gekennzeichnet.These Task is in the inventive method solved by the fact that the exhaust gases before entering the catalyst conditioned by agglomeration of dust particles. The inventive system is accordingly by a conditioning stage upstream of the catalyst for agglomeration characterized by dust particles contained in the exhaust gases.

Wie die der Erfindung zu Grunde liegenden Versuche zeigten, hängt die Gefahr einer Verstopfung des Katalysators und einer Deaktivierung seiner porösen Oberfläche sehr eng mit der Größe der Staubpartikel zusammen. Sorgt man daher erfindungsgemäß für eine bestimmte Mindestgröße der Staubpartikel-Agglomerate, so können diese in der Regel ohne Betriebsprobleme durch den Katalysator geführt werden, da sie weder den Katalysator verstopfen, noch seine poröse Oberfläche deaktivieren. Auf diese Weise wird eine sehr wirksame und betrieblich zuverlässige Reduktion von Stickoxiden staubhaltiger Abgase mittels des SCR-Katalysators ermöglicht.As the experiments on which the invention was based depends the risk of clogging of the catalyst and deactivation Its porous surface is very close to the size the dust particles together. Is therefore provided according to the invention for a certain minimum size of the dust particle agglomerates, so these can usually be run through without any operational problems be carried out the catalyst since they neither the catalyst clog, still disable its porous surface. On This way will be a very effective and operationally reliable Reduction of nitrogen oxides dusty exhaust gases using the SCR catalyst allows.

Je nach Art des SCR-Katalysators sowie der Temperatur, des Staubgehaltes und des Volumenstromes der staubhaltigen Abgase liegt die anzustrebende mittlere Partikelgröße der Staubpartikel-Agglomerate bei mindestens 5 μm, vorzugsweise bei 8 bis 15 μm.ever the type of SCR catalyst and the temperature, the dust content and the volume flow of dusty exhaust gases is the desired mean particle size of the dust particle agglomerates at least 5 microns, preferably 8 to 15 microns.

Die Agglomeration von Staubpartikeln kann akustisch herbeigeführt werden, indem in einer staubhaltigen Abgas-Strömung Ultraschallwellen erzeugt werden.The Agglomeration of dust particles can be induced acoustically be in a dusty exhaust flow ultrasonic waves be generated.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Agglomeration elektrostatisch herbeizuführen, indem wenigstens zwei staubhaltige Abgas-Teilströme gegensinnig elektrostatisch aufgeladen und dann zwecks Agglomeration von Staubpartikeln zusammengeführt werden.A Another possibility is to agglomerate electrostatically cause by at least two dust-containing exhaust gas streams electrostatically charged in opposite directions and then agglomerated be brought together by dust particles.

Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im Zusammenhang mit der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.These and further details of the invention are the subject of the dependent claims and in connection with the description of some embodiments explained in more detail.

In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:

1 eine Schemadarstellung eines ersten Ausführungsbeispieles (mit akustischer Agglomeration), aus der die mit zunehmender Größe der gebildeten Staubpartikel-Agglomerate eintretende Verringerung ihrer Schwingungsamplitude ersichtlich ist, 1 a schematic representation of a first embodiment (with acoustic agglomeration) showing the reduction of their vibration amplitude occurring with increasing size of the formed dust particle agglomerates,

2 eine Schemadarstellung des ersten Ausführungsbeispieles zur Erläuterung des im Strömungsschatten der Agglomerate auftretenden Druckabfalles, 2 a schematic representation of the first embodiment for explaining the pressure drop occurring in the flow shadow of the agglomerates,

3 ein Fließschema einer erfindungsgemäßen Anlage mit akustischer Agglomeration, 3 a flow diagram of an inventive system with acoustic agglomeration,

4 eine Prinzipskizze eines weiteren Ausführungsbeispieles mit akustischer Agglomeration, 4 a schematic diagram of another embodiment with acoustic agglomeration,

5 eine Schemadarstellung eines Ausführungsbeispieles mit elektrostatischer Agglomeration. 5 a schematic representation of an embodiment with electrostatic agglomeration.

Bei dem in den 1 und 2 schematisch dargestellten ersten Ausführungsbeispiel wird die Agglomeration von Staubpartikeln in der Abgas-Strömung akustisch herbeigeführt. Zu diesem Zweck werden staubhaltige Abgase 3 einer Konditionierstufe 1 zur Agglomeration von in den Abgasen 3 enthaltenen Staubpartikeln zugeführt.In the in the 1 and 2 scheme table illustrated first embodiment, the agglomeration of dust particles in the exhaust gas flow is acoustically brought about. For this purpose, dusty exhaust gases 3 a conditioning stage 1 for agglomeration of in the exhaust gases 3 supplied dust particles.

Die Konditionierstufe 1 wird durch ein beispielsweise horizontal ausgerichtetes Strömungsrohr gebildet, in dem nahe des Eintritts der staubhaltigen Abgase 3 eine Schallquelle 2 angeordnet ist. Die Schallquelle 2 beaufschlagt die Konditionierstufe 1 mit Ultraschallwellen, deren Frequenz mindestens 18 kHz, vorzugsweise mindestens 20 kHz, und deren Schallpegel mindestens 120 dB, vorzugsweise 140 bis 160 dB, beträgt. Diese Ultraschallwellen erzeugen eine Relativbewegung zwischen den Staubpartikeln und dem sie tragenden Fluid, was zu Kollisionen zwischen den Staubpartikeln und zu einer Staubpartikel-Agglomeration führt.The conditioning stage 1 is formed by, for example, a horizontally oriented flow tube, in the vicinity of the entry of the dust-containing exhaust gases 3 a sound source 2 is arranged. The sound source 2 pressurizes the conditioning stage 1 with ultrasonic waves whose frequency is at least 18 kHz, preferably at least 20 kHz, and whose sound level is at least 120 dB, preferably 140 to 160 dB. These ultrasonic waves generate a relative movement between the dust particles and the fluid carrying them, which leads to collisions between the dust particles and to a dust particle agglomeration.

Das Trägergas 4, d. h. der Gasbestandteil der staubhaltigen Abgase 3, wird aufgrund seiner geringen Dichte von den Ultraschallwellen in eine Schwingung mit der größten Amplitude versetzt. Kleine Staubpartikel schwingen nahezu synchron und mit etwa gleicher Amplitude wie das Trägergas 4. Mit steigendem Durchmesser der sich bildenden Staubpartikel-Agglomerate 5 macht sich die Wirkung der Trägheit zunehmend bemerkbar; die Schwingungsamplitude der sich bildenden Agglomerate 5 wird nun geringer. Mit zunehmender Entfernung von der Schallquelle 2 und entsprechend längerer Einwirkungszeit der Ultraschallwellen wird der Durchmesser der Agglomerate 5 größer, wobei die unterschiedlichen Schwingungsamplituden die gewünschte Kollision der Staubpartikel und damit ihre Agglomeration unterstützen. Die Darstellung der vier Schwingungen unterschiedlicher Amplitude in 1 ist ganz schematisch zu verstehen und soll den Zusammenhang zwischen der Schwingungsamplitude und der Größe der sich bildenden Agglomerate sowie das raum-zeitliche Wachstum der Agglomerate verdeutlichen.The carrier gas 4 , ie the gas component of the dusty exhaust gases 3 , Due to its low density of the ultrasonic waves is placed in a vibration with the largest amplitude. Small dust particles oscillate almost synchronously and with approximately the same amplitude as the carrier gas 4 , With increasing diameter of the forming dust particle agglomerates 5 the effect of inertia becomes increasingly noticeable; the oscillation amplitude of the forming agglomerates 5 is now lower. With increasing distance from the sound source 2 and correspondingly longer exposure time of the ultrasonic waves, the diameter of the agglomerates 5 larger, wherein the different vibration amplitudes support the desired collision of the dust particles and thus their agglomeration. The representation of the four oscillations of different amplitude in 1 is to be understood very schematically and is intended to clarify the relationship between the vibration amplitude and the size of the forming agglomerates and the space-time growth of the agglomerates.

Wie in 2 veranschaulicht, führen die Schwingungen der Staubpartikel und der sich bildenden Staubpartikel-Agglomerate außerdem zu Druckgradienten. So erzeugt das Partikel A hinter sich einen Strömungsschatten, der einen Druckgradienten zur Folge hat: der Druck p2 hinter dem Partikel A ist kleiner als der Druck p1 vor dem Partikel A. Der geringere Druck p2 im Strömungsschatten des Partikels A führt dort zu einer höheren Geschwindigkeit v2 als vor dem Partikel A (v1). Der Druckabfall hinter einem Partikel A lässt die im Strömungsschatten des Partikels A nachfolgenden Partikel B schneller schwingen und steigert daher zusätzlich die Kollisionsrate und die Agglomeration.As in 2 In addition, the vibrations of the dust particles and the forming dust particle agglomerates also lead to pressure gradients. The particle A produces behind it a flow shadow which results in a pressure gradient: the pressure p2 behind the particle A is smaller than the pressure p1 before the particle A. The lower pressure p2 in the flow shadow of the particle A leads there to a higher velocity v2 than before particle A (v1). The pressure drop behind a particle A causes the particle B following in the flow shadow of the particle A to oscillate more rapidly and therefore additionally increases the collision rate and the agglomeration.

Um hohe Agglomerationsraten zu erreichen, ist ein ausgewogenes Verhältnis zwischen der Staubbeladung der Abgase und der Ausbreitung der Schallwellen in der Konditionierstufe erforderlich. Die akustische Agglomeration erfolgt vorzugsweise mit einer Staubbeladung zwischen 3 und 30 g/Nm3, vorzugsweise zwischen 5 und 20 g/Nm3.In order to achieve high agglomeration rates, a balance between the dust load of the exhaust gases and the propagation of the sound waves in the conditioning stage is required. The acoustic agglomeration is preferably carried out with a dust loading between 3 and 30 g / Nm 3 , preferably between 5 and 20 g / Nm 3 .

Extrem hohe Staubbeladungen der Abgase, etwa zwischen 50 und 150 g/Nm3, können beispielsweise in der Zementindustrie auf der Gasaustrittsseite des Vorwärmers auftreten. Hier empfiehlt es sich, die Staubbeladung der Abgase vor der Staubagglomeration zunächst durch eine Vorentstaubung auf einen für die Staubagglomeration geeigneten Wert herabzusetzen. Als Hilfsmittel für eine solche Vorentstaubung eignen sich vor allem Zyklone aufgrund ihres einfachen Aufbaus und ihrer geringen Störungsanfälligkeit. Ein ohnehin vorhandener Zyklonvorwärmer der Zementbrennanlage kann also für den genannten Zweck der Vorentstaubung der Abgase um eine zusätzliche Stufe erweitert werden.Extremely high dust loads of the exhaust gases, for example between 50 and 150 g / Nm 3 , can occur, for example, in the cement industry on the gas outlet side of the preheater. Here it is advisable to reduce the dust load of the exhaust gases before the dust agglomeration by first dedusting to a suitable level for the dust agglomeration. As an aid for such dedusting are especially cyclones due to their simple structure and low susceptibility to interference. An existing anyway Zyklonvorwärmer the cement kiln can therefore be extended by an additional level for the purpose of the dedusting of the exhaust gases.

Auf dem Markt gibt es SCR-Katalysatortypen mit Platten- und Wabengeometrien sowie mit unterschiedlichen Kanaldurchmessern. Bei hoher Staubempfindlichkeit des Katalysators, wie sie insbesondere bei geringen Abmessungen der Strömungskanäle des Katalysators meist vorliegt, kann es zweckmäßig sein, den Staubgehalt der Abgase nach der Staubagglomeration, jedoch vor Zuführung der Abgase zum Katalysator, durch Abscheidung zumindest eines Teiles der gebildeten Staubpartikel-Agglomerate auf eine für den SCR-Katalysator geeigneten Wert herabzusetzen.On The market has SCR catalyst types with plate and honeycomb geometries as well as with different channel diameters. With high dust sensitivity of the catalyst, as in particular with small dimensions the flow channels of the catalyst is mostly present, it may be appropriate to the dust content of the exhaust gases after the dust agglomeration, but before feeding the exhaust gases to the catalyst, by deposition of at least a portion of the formed Dust particle agglomerates on one for the SCR catalyst reduce the appropriate value.

Die Vor- und die Nachentstaubung der Abgase mit Zyklonen steigern den Gesamtdruckverlust einer Anlage und erhöhen den Anlagenaufwand. Auf die Nachentstaubung durch einen Zyklon kann in Abhängigkeit der erforderlichen Reinheit auch bei staubempfindlichen Katalysatoren dann verzichtet werden, wenn die in der Konditionierstufe gebildeten Staubpartikel-Agglomerate zumindest teilweise bereits am Ausgang der Konditionierstufe abgeschieden werden.The Pre and post dedusting of the exhaust gases with cyclones increase the Total pressure loss of a system and increase the system cost. On the Nachentstaubung by a cyclone can depend on the required purity even with dust-sensitive catalysts are then waived if the dust particle agglomerates formed in the conditioning stage at least partially already deposited at the outlet of the conditioning stage become.

3 zeigt schematisch den Gaspfad einer Anlage zur Reduktion von Stickoxiden staubhaltiger Abgase mittels eines SCR-Katalysators, wobei die aus dem Vorwärmerturm einer Zementbrennlage austretenden Abgase einer akustischen Staubagglomeration unterworfen werden, ehe sie in den Katalysator gelangen. Eine Vorentstaubung der Abgase vor der Staubagglomeration sowie eine Nachentstaubung in einer Entstaubungseinheit zwischen akustischer Agglomeration und Eintritt in den SCR-Katalysator sind optional vorgesehen. 3 schematically shows the gas path of a plant for the reduction of nitrogen oxides dust-containing exhaust gases by means of an SCR catalyst, wherein the exiting the preheater tower of a Zementbrennlage exhaust gases are subjected to an acoustic Staubagglomeration before they get into the catalyst. A pre-dedusting of the exhaust gases before the dust agglomeration as well as a dedusting in a dedusting unit between acoustic agglomeration and entry into the SCR catalyst are optionally provided.

4 zeigt eine Prinzipsskizze einer Anlage, bei der in der Konditionierstufe eine akustisch induzierte Agglomeration und anschließend eine Abscheidung von gebildeten Staubpartikel-Agglomeraten erfolgt. 4 shows a schematic diagram of a system in which in the conditioning stage an acoustically indu graced agglomeration and then a deposition of dust particle agglomerates formed.

Das staubhaltige Abgas 3 tritt links in die Konditionierstufe 1 ein, die als ein etwa horizontal angeordnetes Rohr ausgebildet ist. Die Schallquellen 2a, 2b, 2c sind im oberen Bereich bzw. oberhalb der Konditionierstufe 1 horizontal nebeneinander angeordnet.The dusty exhaust gas 3 enters the conditioning stage on the left 1 a, which is formed as an approximately horizontally disposed tube. The sound sources 2a . 2 B . 2c are in the upper range or above the conditioning stage 1 arranged horizontally next to each other.

Die Agglomeration von Staubpartikeln in der Konditionierstufe 1 führt aufgrund der Schwerkraft zu einem Absinken der gebildeten Staubpartikel-Agglomerate. Dadurch wird bereits in der Konditionierstufe 1 eine Teilentstaubung des Abgases erreicht. In ihrem unteren Bereich, vorzugsweise nahe des rechten Endes, ist die Konditionierstufe 1 mit einer Öffnung 6 versehen, durch die sedimentierte Staubpartikel-Agglomerate abgeführt werden, während das teilentstaubte Gas 7 gesondert abgezogen wird.The agglomeration of dust particles in the conditioning stage 1 due to gravity causes a sinking of the formed dust particle agglomerates. This will already be in the conditioning stage 1 achieved a partial dedusting of the exhaust gas. In its lower part, preferably near the right end, is the conditioning stage 1 with an opening 6 provided by the sedimented dust particle agglomerates are discharged while the partially dedusted gas 7 is deducted separately.

Zur weiteren Verbesserung der Abscheidung der gebildeten Staubpartikel-Agglomerate können beispielsweise in der Nähe des gasseitigen Ausganges der Konditionierstufe Prallbleche vorgesehen werden.to further improvement of the deposition of the formed dust particle agglomerates For example, near the gas side Output of the conditioning stage baffles are provided.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer elektrostatisch herbeigeführten Agglomeration. Das staubhaltige Abgas 3 wird hierbei in wenigstens zwei Teilströme 3a, 3b geteilt, die dann eine Einrichtung 8 zur elektrostatischen Aufladung durchströmen. Darin wird der Teilstrom 3a elektropositiv und der Teilstrom 3b elektronegativ aufgeladen. Anschließend werden die beiden Teilströme 3a, 3b in einer Zone 9 der Konditionierstufe wieder zusammengeführt, wobei sich gegensätzlich aufgeladene Staubpartikel elektrostatisch anziehen und agglomerieren. 5 shows an embodiment of an electrostatically induced agglomeration. The dusty exhaust gas 3 is here in at least two streams 3a . 3b shared, then a facility 8th to flow through the electrostatic charge. This is the partial flow 3a electropositive and the partial flow 3b charged electronegatively. Subsequently, the two partial streams 3a . 3b in a zone 9 the conditioning stage brought together again, with oppositely charged dust particles attract electrostatically and agglomerate.

Im Gegensatz zur akustischen Agglomeration ist bei dieser elektrostatischen Agglomeration im allgemeinen keine Vorentstaubung erforderlich. Vorzugsweise erfolgt statt dessen eine Nachentstaubung. Wie weitgehend sie erfolgt, hängt von den Wechselwirkungen zwischen den Staubagglomeraten und dem Katalysator ab.in the Contrary to the acoustic agglomeration is with this electrostatic Agglomeration generally no pre-dedusting required. Preferably, instead of a Nachentstaubung. How far It takes place depends on the interactions between the Dust agglomerates and the catalyst from.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10037499 [0003] - DE 10037499 [0003]
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Claims (14)

Verfahren zur Reduktion von Stickoxiden staubhaltiger Abgase mittels eines SCR-Katalysators, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase vor Eintritt in den Katalysator durch Agglomeration von Staubpartikeln konditioniert werden.Process for the reduction of nitrogen oxides dust-containing exhaust gases by means of an SCR catalyst, characterized in that the exhaust gases are conditioned by agglomeration of dust particles before entering the catalyst. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mittlere Partikelgröße der bei der Konditionierung der Abgase gebildeten Staubpartikel-Agglomerate von mindestens 5 μm, vorzugsweise von 8 bis 15 μm.Method according to claim 1, characterized by a mean particle size of the conditioning the exhaust gases formed dust particle agglomerates of at least 5 microns, preferably from 8 to 15 microns. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine akustisch herbeigeführte Agglomeration, indem in einer staubhaltigen Abgas-Strömung Ultraschallwellen erzeugt werden.Method according to claim 1, characterized by a acoustically induced agglomeration by putting in one dusty exhaust flow generates ultrasonic waves become. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektrostatisch herbeigeführte Agglomeration, indem wenigstens zwei staubhaltige Abgas-Teilströme gegensinnig elektrostatisch aufgeladen und dann zwecks Agglomeration von Staubpartikeln zusammengeführt werden.Method according to claim 1, characterized by a electrostatically induced agglomeration by at least two dusty exhaust gas streams in the opposite direction electrostatically charged and then brought together for the purpose of agglomeration of dust particles become. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die akustisch herbeigeführte Agglomeration bei einer Staubbeladung der zu konditionierenden Abgase zwischen 3 und 30 g/Nm3, vorzugsweise zwischen 5 und 20 g/Nm3, erfolgt.A method according to claim 3, characterized in that the acoustically induced agglomeration at a dust load of the exhaust gases to be conditioned between 3 and 30 g / Nm 3 , preferably between 5 and 20 g / Nm 3 , takes place. Verfahren nach Anspruch 5 für extrem staubhaltige Abgase, insbesondere von Zementbrennanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die Staubbeladung der zu konditionierenden Abgase vor der Staubagglomeration zunächst durch eine Vorentstaubung auf einen Wert zwischen 3 und 30 g/Nm3, vorzugsweise zwischen 5 und 20 g/Nm3, herabgesetzt wird.A method according to claim 5 for extremely dusty exhaust gases, in particular of cement combustion plants, characterized in that the dust loading of the exhaust gases to be conditioned before Staubagglomeration initially by a dedusting to a value between 3 and 30 g / Nm 3 , preferably between 5 and 20 g / Nm 3 , is lowered. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubgehalt der Abgase nach der Staubagglomeration, jedoch vor Zuführung der Abgase zum SCR-Katalysator, durch Abscheidung zumindest eines Teiles der gebildeten Staubpartikel-Agglomerate auf einen für den Katalysator geeigneten Wert herabgesetzt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the dust content of the exhaust gases after the dust agglomeration, however before feeding the exhaust gases to the SCR catalyst, by deposition at least part of the formed dust particle agglomerates reduced to a value suitable for the catalyst becomes. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Ultraschallwellen mit einer Frequenz von mindestens 18 kHz, vorzugsweise von mindestens 20 kHz, und einem Schallpegel von mindestens 120 dB, vorzugsweise von 140 bis 160 dB, verwendet werden.Method according to claim 3, characterized that ultrasonic waves with a frequency of at least 18 kHz, preferably at least 20 kHz, and a sound level of at least 120 dB, preferably from 140 to 160 dB. Anlage, enthaltend einen SCR-Katalysator zur Reduktion von Stickoxiden staubhaltiger Abgase, gekennzeichnet durch eine dem Katalysator vorgeschaltete Konditionierstufe (1) zur Agglomeration von in den Abgasen (3) enthaltenen Staubpartikeln.Plant containing an SCR catalyst for the reduction of nitrogen oxides of dusty exhaust gases, characterized by a conditioning stage upstream of the catalyst (US Pat. 1 ) for the agglomeration of in the exhaust gases ( 3 ) contained dust particles. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditionierstufe (1) wenigstens einen akustischen Schwingungserzeuger (2; 2a, 2b, 2c) zur Agglomeration von Staubpartikeln enthält.Plant according to claim 9, characterized in that the conditioning stage ( 1 ) at least one acoustic vibrator ( 2 ; 2a . 2 B . 2c ) for agglomeration of dust particles. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditionierstufe eine Einrichtung (8, 9) zur elektrostatischen Agglomeration von Staubpartikeln enthält.Plant according to claim 9, characterized in that the conditioning stage comprises a device ( 8th . 9 ) for electrostatic agglomeration of dust particles. Anlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine dem SCR-Katalysator vorgeschaltete Einrichtung zur Abscheidung von in der Konditionierstufe gebildeten Staubpartikel-Agglomeraten.Plant according to claim 9, characterized by a upstream of the SCR catalyst means for the separation of dust particle agglomerates formed in the conditioning stage. Anlage nach den Ansprüchen 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die akustischen Schwingungserzeuger (2a, 2b, 2c) im oberen Bereich der von den staubhaltigen Abgasen (3) in etwa horizontaler Richtung durchströmten Konditionierstufe (1) angeordnet sind und dass die zugleich als Einrichtung zur Abscheidung von Staubpartikel-Agglomeraten ausgebildete Konditionierstufe in ihrem unteren Bereich eine Öffnung (6) zum Austrag der abgeschiedenen Staubpartikel-Agglomerate enthält.Plant according to claims 10 and 12, characterized in that the acoustic vibrators ( 2a . 2 B . 2c ) in the upper area of the dust exhaust gases ( 3 ) in about horizontal direction flow through the conditioning stage ( 1 ) are arranged and that at the same time formed as a device for the separation of dust particle agglomerates conditioning stage in its lower region an opening ( 6 ) for discharging the deposited dust particle agglomerates. Anlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine der Konditionierstufe vorgeschaltete Einrichtung zur Vorentstaubung der Abgase auf eine Staubbeladung zwischen 3 und 30 g/Nm3, vorzugsweise zwischen 5 und 20 g/Nm3.Installation according to claim 9, characterized by a conditioner upstream of the device for dedusting the exhaust gases to a dust load between 3 and 30 g / Nm 3 , preferably between 5 and 20 g / Nm 3 .
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011000564A1 (en) * 2011-02-08 2012-08-09 Elex Cemcat Ag Process and plant for the production of cement clinker
WO2016128545A1 (en) * 2015-02-13 2016-08-18 Elex Cemcat Ag Method for purifying exhaust gases during the thermal processing of mineral materials
DE102016002600A1 (en) * 2016-03-06 2017-09-07 WindplusSonne GmbH Aerosol cleaning and separation for surface coatings and fibers
WO2017153038A2 (en) 2016-03-06 2017-09-14 WindplusSonne GmbH Method and device for separating and/or cleaning aerosols and solid material particles and fibers from gas and solid material particles and fibres from fluids by acoustophoresis
DE102018007454A1 (en) * 2018-09-20 2020-03-26 Wind Plus Sonne Gmbh Device and method for the photocatalytic degradation of volatile organic compounds (VOC) and / or nitrogen oxides in motor vehicles
US11291939B1 (en) 2021-07-13 2022-04-05 Smart Material Printing B.V. Ultra-fine particle aggregation, neutralization and filtration

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4319891A (en) * 1980-11-13 1982-03-16 Gas Research Institute Combined sonic agglomerator/cross flow gas filtration system and method
US4378976A (en) * 1981-08-14 1983-04-05 Institute Of Gas Technology Combined sonic agglomerator/cross flow filtration apparatus and process for solid particle and/or liquid droplet removal from gas streams
US5419877A (en) * 1993-09-17 1995-05-30 General Atomics Acoustic barrier separator
DE10037499A1 (en) 2000-08-01 2002-02-21 Mehldau & Steinfath Feuerungst Process and device for cleaning denitrification plants equipped with catalysts, preferably DENOX reactors, in cement, glass, metallurgy, power plant and waste incineration plants
DE102005039997A1 (en) 2005-08-24 2007-03-01 Samant, Gurudas, Dr. Selective catalytic reduction in the exhaust gas train of a cement-clinker kiln uses multiple contact chambers containing vanadium pentoxide elements

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005027784A1 (en) * 2005-06-15 2006-12-21 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Apparatus for treating exhaust gas comprises particle separator, SCR catalyst which reduces nitrogen oxides, and ammonia generator which produces ammonia as selective reducing agent and which is mounted in branch off main gas flow pipe

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4319891A (en) * 1980-11-13 1982-03-16 Gas Research Institute Combined sonic agglomerator/cross flow gas filtration system and method
US4378976A (en) * 1981-08-14 1983-04-05 Institute Of Gas Technology Combined sonic agglomerator/cross flow filtration apparatus and process for solid particle and/or liquid droplet removal from gas streams
US5419877A (en) * 1993-09-17 1995-05-30 General Atomics Acoustic barrier separator
DE10037499A1 (en) 2000-08-01 2002-02-21 Mehldau & Steinfath Feuerungst Process and device for cleaning denitrification plants equipped with catalysts, preferably DENOX reactors, in cement, glass, metallurgy, power plant and waste incineration plants
DE102005039997A1 (en) 2005-08-24 2007-03-01 Samant, Gurudas, Dr. Selective catalytic reduction in the exhaust gas train of a cement-clinker kiln uses multiple contact chambers containing vanadium pentoxide elements

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011000564A1 (en) * 2011-02-08 2012-08-09 Elex Cemcat Ag Process and plant for the production of cement clinker
DE102011000564B4 (en) * 2011-02-08 2013-05-02 Elex Cemcat Ag Process and plant for the production of cement clinker
WO2016128545A1 (en) * 2015-02-13 2016-08-18 Elex Cemcat Ag Method for purifying exhaust gases during the thermal processing of mineral materials
DE102016002600A1 (en) * 2016-03-06 2017-09-07 WindplusSonne GmbH Aerosol cleaning and separation for surface coatings and fibers
WO2017153038A2 (en) 2016-03-06 2017-09-14 WindplusSonne GmbH Method and device for separating and/or cleaning aerosols and solid material particles and fibers from gas and solid material particles and fibres from fluids by acoustophoresis
US11938421B2 (en) 2016-03-06 2024-03-26 WindplusSonne GmbH Method and device for separating and/or cleaning aerosols and solid material particles and fibers from gases as well as solid material particles and fibers from liquid materials by acoustophoresis
DE102018007454A1 (en) * 2018-09-20 2020-03-26 Wind Plus Sonne Gmbh Device and method for the photocatalytic degradation of volatile organic compounds (VOC) and / or nitrogen oxides in motor vehicles
US11291939B1 (en) 2021-07-13 2022-04-05 Smart Material Printing B.V. Ultra-fine particle aggregation, neutralization and filtration
US11478742B1 (en) 2021-07-13 2022-10-25 Smart Material Printing B.V. Ultra-fine particle aggregation, neutralization and filtration

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