DE19536444C2 - Verfahren zum Betrieb einer Katalysatoranordnung in ein- oder mehrteiliger Ausbildung, insbesondere für den Einsatz in Rauchgasreinigungsverfahren sowie Katalysatoranordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Katalysatoranordnung in ein- oder mehr­ teiliger Ausbildung, insbesondere für den Einsatz in Rauchgasreinigungsverfahren, wobei an der Einström­ seite der Katalysatoranordnung eine mechanische, par­ tikelgrößenabhängige Sperre, insbesondere Netz vor­ gesehen ist sowie eine Katalysatoranordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Anordnung von Katalysatoren in staubhalti­ gen Rauchgasen oder Abluftströmen (z. B. SCR De- NOx-Katalysatoren in highdust-Schaltung) kommt es betriebsbedingt immer wieder zu größeren Verstopfun­ gen der Katalysatorkanäle durch Flugstaub, insbeson­ dere grobe Flugaschepartikel bzw. Flugstaubagglome­ rate. Diese Partikel bleiben auf der Anströmseite der Katalysatoren liegen, versperren die Katalysatorkanäle und bilden dort die Keimzelle für großflächige Verstop­ fungen auch durch feineren Flugstaub. Dies resultiert in einer drastischen Verringerung des Wirkungsgrads der Katalysatoren. Bei ungünstigen Verhältnissen sind be­ reits Verstopfungen von bis zu 70% der gesamten Kata­ lysatorfläche beobachtet worden. Um dieses Problem in den Griff zu bekommen, hat man versucht, auf den Ka­ talysatoren fest fixierte Drahtnetze zu installieren, die eine Maschenweite aufweisen, die der Gassenweite der Katalysatorkanäle entspricht. Diese Drahtnetze fangen zwar die größeren Aschepartikel ab, die auf den Netzen liegenbleibenden größeren Partikel bzw. Flugstaubab­ lagerungen bilden jedoch auf den Netzen Keimzellen für großflächige Staubablagerungen, was dazu führt, daß die Katalysatoren wiederum nicht durchströmt werden bzw. durch Strömungstotzonen im Windschat­ ten der Staubablagerungen selbst wieder verstopfen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dar­ in, das gattungsgemäße Verfahren bzw. die gattungsge­ mäße Katalysatoranordnung dahingehend zu verbes­ sern, daß eine nachteilige Beeinträchtigung des Wir­ kungsgrads durch Staubablagerungen wirksam ausge­ schlossen wird.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Verfah­ ren dadurch gelöst, daß das Netz relativ zur Katalysato­ ranordnung bewegt wird. Hierdurch ist es möglich, Ab­ lagerungen von Flugstaub durch das Netz als Trans­ portmittel abzuführen. Die Katalysatoranordnung kann hierdurch - auch während des Betriebs - mit gleich­ bleibender Wirksamkeit betrieben werden, da Ablage­ rungen bei Bedarf jederzeit abgeführt werden können, ohne daß der Betrieb nachteilig beeinträchtigt wird. Die Erfindung führt ferner dazu, daß das Netz mit im Ver­ gleich zu den Öffnungen der Katalysatorgänge deutlich kleinerer Maschenweite ausgestattet werden kann.

Die Bewegung des Netzes kann zweckmäßigerweise, insbesondere während des Betriebs kontinuierlich oder diskontinuierlich - je nach den konkreten Gegebenhei­ ten - bewegt werden.

Das Netz bewegt als Transportmittel die aufgefange­ nen Anhäufungen an Flugstaub zu einer Seite der Kata­ lysatoranordnung, wobei der Flugstaub an dieser Stelle vom Netz entfernt werden kann und das nachgeführte Netz gleichzeitig für eine optimale Aussonderung von Staubpartikel während des Betriebs sorgt.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform erfolgt die Abscheidung von Flugstaub beidseitig zur Katalysa­ toranordnung, wobei sich das Netz zum einen in die eine Richtung und daraufhin in die gegenläufige Richtung bewegt.

Unabhängig von der Bewegung des Netzes kann ge­ mäß eines weiteren, unabhängigen Anspruchs zur Lö­ sung der gestellten Aufgabe zweckmäßigerweise ein sich über die Fläche des Netzes bewegendes Reini­ gungssystem vorgesehen sein, welches den auf dem Netz angesammelten Flugstaub, insbesondere während des Betriebs, entfernt.

Als Reinigungssystem ist zweckmäßigerweise ein be­ wegliches Absaugsystem vorgesehen, dessen Bewegung - je nach den Anforderungen - kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgt.

Der Einsatz des Reinigungssystem kann in vorteilhaf­ ter Weise zur Erhöhung der Wirksamkeit der Ausson­ derung von Flugaschepartikeln mit der Bewegung des Netzes kombiniert sein, welcher zusätzlich als Trans­ portmittel Flugaschepartikel transportiert. Von dem Reinigungssystem gegebenenfalls nicht abgeführte Flu­ gaschepartikel werden bei einer derartigen Ausgestal­ tung durch das sich bewegende Netz im Seitenbereich der Katalysatoranlage entsorgt.

Die Fahrgeschwindigkeit des Reinigungs- bzw. Ab­ saugsystems beträgt 0,005-1,0 m/s vorzugsweise 0,01-0,5 m/s.

Zur Erhöhung der Reinigung des Netzes wird - ge­ mäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung - die Absaugeinrichtung gleichzeitig als Staubblaseinrich­ tung verwendet. In diesem Fall kann von der Absaug­ einrichtung nicht mehr entfernbarer Flugstaub aus den Maschen des Netzes ausgeblasen werden, ohne daß zu­ sätzliche konstruktive Maßnahmen notwendig werden.

Die Erfindung umfaßt neben einem Verfahren zum Betrieb einer Katalysatoranordnung auch eine Kataly­ satoranordnung selbst. Wesentliches Merkmal der er­ finderischen Katalysatoranordnung ist es, daß das Netz als relativ zur Katalysatoranordnung bewegbares Netz ausgebildet ist und als Transportmittel für Ablagerun­ gen von Flugstaub dient.

Für die Bewegung des Netzes sorgt ein Rollensystem, wobei zweckmäßigerweise die Führung des Drahtnet­ zes am Rollensystem über speziell geformte, insbeson­ dere gezackte Walzen erfolgt.

In anderweitiger Ausbildung der erfindungsgemäßen Katalysatoranordnung ist das Netz als Endlosrolle aus­ gebildet.

Im Seitenbereich der Katalysatoranordnung befindet sich ein Auffangbehälter, insbesondere eine Auffangrin­ ne, in dem bzw. der der durch die Bewegung des Netzes zur Seite gelangende Flugstaub aufgefangen und über ein Transportsystem, insbesondere über eine Absau­ gung oder ein Schneckensystem abgeführt wird.

Das Absaugsystem weist zweckmäßigerweise einen, vorzugsweise eine Mehrzahl von Absaugrechen auf, die mit einer Absaugung verbunden sind.

Sofern die Katalysatoranordnung aus mehreren zu­ einander beabstandeten Katalysatormodulen besteht, sind die Absaugrechen - sofern sie nicht in Benutzung sind - zweckmäßigerweise im Bereich zwischen den Katalysatormodulen anzuordnen. Sie dienen hierbei vorzugsweise als Strömungshauben, d. h. vermeiden, daß Rauchgas sich zwischen zwei Katalysatormodulen hindurch bewegt und unbehandelt die Anlage verläßt.

Eine Ausgestaltung der für das Verfahren zu verwen­ dende Katalysatoranordnung weist ferner eine Netzma­ schenweite auf, die verglichen zu den Öffnungen der Katalysatorgänge, zumindest in einer Richtung vor­ zugsweise in beiden Richtungen, kleiner ist.

Nachfolgend werden zweckmäßigerweise Ausgestal­ tungen der Erfindung anhand der Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Katalysatoranordnung unter Verwendung eines bewegten Netzes, bei dem der Abtransport von Flugasche durch die Bewegung des Netzes als Trans­ portmittel erfolgt;

Fig. 2 eine anderweitige Ausgestaltung einer Kataly­ satoranordnung zur Durchführung des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens, bei der die Entfernung der auf dem Netz befindlichen Flugasche durch relativ zum Netz bewegbare Absaugrechen erfolgt sowie

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Katalysatoranordnung gemäß Fig. 2.

In den Figuren wiederkehrende Merkmale sind der Übersichtlichkeit halber jeweils nur einmal mit einer Bezugsziffer versehen.

Bezugsziffer 1 in Fig. 1 bezeichnet die Katalysatoran­ ordnung in ihrer Gesamtheit. Sie umfaßt eine Mehrzahl einzelner nebeneinander auf Träger 4 befestigter Kata­ lysatormodule 2, an deren Oberseite, d. h. Einströmseite quer über die Oberfläche der Katalysatormodule 2 hin­ weg in geringem Abstand zu letzteren ein Netz 3 vorge­ sehen ist. Die Katalysatoranordnung 1 wird seitlich durch jeweils eine Reaktoraußenwand 5 begrenzt.

Das Netz 3 wird über ein Rollensystem 9 bewegt, wobei die Führung des Netzes 3 über insbesondere ge­ zackte Walzen 19 erfolgt.

Im Bereich des in Fig. 1 rechten Spalts zwischen Ka­ talysatormodul 2 und Reaktoraußenwand 5 befindet sich eine Staubauffangrinne 10 einschließlich Austrag, in die der vom Netz 3 aufgefangene und zur Seite hin transportierte Flugstaub 7 von der rechts befindlichen Rolle des Rollensystems 9 herab in die Staubauffangrin­ ne 10 hineinfällt. Für den Austrag des Staubs aus der Staubauffangrinne 10 sorgt eine Absaugung 11. Die Ab­ saugung 11 kann - wenn gewünscht - auch durch eine anderweitige Lösung z. B. ein (nicht dargestelltes) Schneckengetriebe ersetzt werden. Seitlich zwischen der Reaktorwand 5 und dem jeweiligen Katalysatormo­ dul 2 vorherrschenden Spalte sind an der Oberseite von Netz 3 und Katalysatormodule 2 jeweils durch beidseiti­ ge Leitbleche 8 abgedeckt.

Der Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Katalysatoran­ ordnung 1 erfolgt in der Weise, daß Flugstaub 7, der sich im Rauchgas 6 befindet, sich an der Oberseite des Net­ zes 3 ablagert, wodurch lokal begrenzte Flugstaubabla­ gerungen gebildet werden und durch Bewegung des Netzes diese Ablagerungen an Flugstaub 7 abtranspor­ tiert werden.

Beispielsweise nach einer bestimmten Betriebsdauer (oder gegebenenfalls Flugstaubbeladung) wird das Netz 3 während des Betriebs zur Seite, d. h. z. B. in Fig. 1 nach rechts bewegt, wodurch der an der Oberseite des Netz 3 aufgefangene Flugstaub 7 in die Staubauffangrinne 10 fällt und von dieser in einen geeigneten Behälter ausge­ tragen wird. Anschließend fährt das Netz 3 wieder in seine ursprüngliche Position zurück. Bei der Ausgestal­ tung gemäß Fig. 1 ist die Netzführung so vorgesehen, daß das Netz 3 an der rechten Seite bei Bewegung in Richtung dieser Seite an der rechts befindlichen Rolle aufgerollt und entsprechend an der links befindlichen Rolle abgerollt wird. Bei der Rückführung des Netzes 3 in die Ausgangsposition erfolgt der jeweilige Vorgang vice versa.

Fig. 2 zeigt (in Teildarstellung) eine erfindungsgemä­ ße Katalysatoranordnung 1, bei der das Netz 3 durch eine Mehrzahl an der Oberfläche der einzelnen Kataly­ satormodule 2 sich bewegenden (vgl. Pfeil in Fig. 2) Ab­ saugrechen 12 von Flugstaub 7 befreit wird. Über die Absaugrechen 12 wird der erfaßte Flugstaub 7 einem gemeinsamen Sammelbehälter 14 zugeführt. Bezugsziff. 12' kennzeichnet einen Absaugrechen 12 in Arbeitsposi­ tion, wohingegen Bezugsziff. 12 einen Absaugrechen in Ruheposition kennzeichnet. Der Absaugrechen 12 ist in dieser Position mit seiner Vorderseite unmittelbar ober­ halb eines Spalts 15 zwischen zwei Katalysatormodulen 2 angeordnet und wirkt hierbei gleichzeitig als Strö­ mungshaube, d. h. vermeidet einen Eintritt der Flugst­ aubbestandteile durch das Netz 3 hindurch in den Spalt 15 zwischen zwei Katalysatormodulen 2.

Gemäß Fig. 3 besteht die gesamte Katalysatoranord­ nung 1 aus insgesamt drei Reihen einzelner Katalysator­ modulen 2, wobei jeder Reihe ein Absaugrechen 12 (oder gegebenenfalls mehrere Absaugrechen) zugeord­ net ist. Die einzelnen Absaugrechen 12 stehen über je ein zugeordnetes Absperrventil 16 mit einer Absaugung 17 in Verbindung. Bezugsziffer 12 bezeichnet in Fig. 3 den Absaugrechen 12, der sich in Ruheposition befindet, d. h. den Spalt 15 zwischen zwei benachbarten Katalysa­ tormodulen 2 abdeckt und hierbei als Strömungshaube dient.

Der Betrieb der Katalysatoranordnung 1 gemäß Fig. 2 und 3 erfolgt in der Weise, daß die einzelnen Absaugrechen 12 kontinuierlich oder diskontinuierlich die Oberfläche des Netzes 3 (vgl. Pfeil in Fig. 3) abtasten und darauf befindlichen Flugstaub 7 entfernen.

Zu gegebener Zeit wird durch Umschalten der Ab­ saugung 17 das Reinigungssystem bestehend aus einzel­ nen Absaugrechen 12 in einen Blasbetrieb geschaltet werden, wodurch das Netz 3 durch Anblasen von einzel­ nen ansonsten nicht entfernbaren Flugstaubpartikeln in erforderlicher Weise befreit werden kann.

Claims (19)

1. Verfahren zum Betrieb einer Katalysatoranordnung in ein- oder mehrteiliger Ausbildung, insbesondere für den Einsatz in einem Rauchgasreinigungsverfahren, wobei an der Einströmseite der Katalysatoranordnung eine mechanische, partikelgrößenabhän­ gige Sperre, insbesondere ein Netz, verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre (3) relativ zur Katalysatoranordnung (1) bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre (3) kontinuierlich bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre (3) sich zu einer Seite der Katalysatoranordnung (1) hin bewegt und der von der Sperre (3) aufgefangene Flugstaub (7) an dieser Seite abgeschieden wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Sperre (3) alternierend und die Abscheidung auf beiden Seiten erfolgt.

5. Verfahren zum Betrieb einer Katalysatoranordnung in ein- oder mehrteiliger Ausbildung, insbesondere für den Einsatz in einem Rauchgasreinigungsverfahren, wobei an der Einströmseite der Katalysa­ toranordnung eine mechanische, partikelgrößenabhängige Sper­ re (3), insbesondere ein Netz, verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich ent­ lang der Sperre (3) bewegendes Reinigungssystem den von der Sper­ re (3) aufgefangenen Flugstaub (7) entfernt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Reini­ gungssystem ein bewegliches Absaugsystem (11) verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Reinigungssystems kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrge­ schwindigkeit des Reinigungssystems 0,005­ -1,0 m/s, vorzugsweise 0,01-0,5 m/s, beträgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugsy­ stem (11) gleichzeitig als Staubblaseinrichtung verwendet wird.

10. Katalysatoranordnung in ein- oder mehrteiliger Ausbil­ dung, insbesondere für den Einsatz in einem Rauchgasreinigungsver­ fahren, wobei an der Einströmseite der Katalysatoranordnung eine mechanische, partikelgrößenabhängige Sperre (3), insbeson­ dere ein Netz, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre (3) als relativ zur Katalysatoranordnung (1) bewegbares Netz (3) ausgebildet ist und als Transportmittel für die darauf be­ findlichen Ablagerungen von Flugstaub (7) dient.

11. Katalysatoranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Sperre (3) über ein Rollensystem (9) erfolgt.

12. Katalysatoranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung der Sperre (3) im Rollensystem (9) über mit Ausnehmungen verse­ hene, insbesondere gezackte Walzen (19) erfolgt.

13. Katalysatoranordnung nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre (3) als Endlosrolle (18) ausgebildet ist.

14. Katalysatoranordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein seitlich zur Sperre (3) angeordneter Auffangbehälter, insbesondere eine Auffangrinne (10), vorgesehen ist, in dem der von der Sperre (3) zurückgehaltene Flugstaub (7) aufgefangen und über ein im Auffangbehälter befindliches Transportsystem, insbe­ sondere über eine Absaugung (11) oder ein Schneckensystem, abführbar ist.

15. Katalysatoranordnung in ein- oder mehrteiliger Ausbil­ dung, insbesondere für den Einsatz in einem Rauchgasreinigungsver­ fahren, wobei an der Einströmseite der Katalysatoranordnung eine mechanische, partikelgrößenabhängige Sperre (3), insbeson­ dere ein Netz, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Sperre (3) ein Absaug­ system vorgesehen ist, das mindestens einen zur Sperre (3) bewegbaren Absaugrechen (12) aufweist, der mit einer Absaugung (11) verbunden ist.

16. Katalysatoranordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysa­ toranordnung (1) aus mehreren Katalysatormodulen (2) besteht, und daß der Absaugrechen (12) - sofern er nicht in Benutzung ist - im Bereich zwischen den Katalysatormodulen (2) in deren Ruheposition angeordnet ist.

17. Katalysatoranordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der sich in Ruheposition befindliche Absaugrechen (12) als Strömungs­ haube zwischen den Katalysatormodulen (2) dient.

18. Katalysatoranordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ab­ saugrechen (12) einzeln und unabhängig von den jeweiligen anderen Absaugrechen (12) bewegbar ist.

19. Katalysatoranordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschen­ weite der Sperre (3) - verglichen zu den Öffnungen der Katalysa­ torgänge - zumindest in einer Richtung, vorzugsweise in bei­ den Richtungen, kleiner ist.