DE19705662A1

DE19705662A1 - Catalyst treatment system for removing hazardous substances from waste gas

Info

Publication number: DE19705662A1
Application number: DE19705662A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Rer Nat Ranly; Wolfgang Dipl Ing Totzauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1998-01-08

Abstract

Hazardous substance content in waste gas contaminated with dust is reduced by the use of a catalyser (1) in which a number of catalyst plates (6) are arranged vertically in a common housing (4). A cleaning device (10) is provided in the lower part (8) of the housing to clean one or each plate.

Description

Die Erfindung betrifft eine Katalysatoranordnung zur Vermin derung von Schadstoffen aus einem mit Staub beladenen Abgas.The invention relates to a catalytic converter arrangement for min removal of pollutants from an exhaust gas laden with dust.

Bei der unvollständigen Verbrennung von organischen Stoffen, beispielsweise in einem fossilbeheizten Kraftwerk oder in ei ner Müllverbrennungsanlage, entstehen Schadstoffe wie bei spielsweise Kohlenmonoxid, Stickoxide und Kohlenwasserstoffe. Da diese Schadstoffe in der Umwelt Schäden anrichten können und auch für den Menschen gefährlich sind, existieren Aufla gen hinsichtlich ihrer mit dem Abgas aus dem Verbrennungspro zeß in die Umwelt maximal freizusetzenden Mengen. Entspre chend dieser Auflagen sind die Schadstoffe mit geeigneten Maßnahmen aus dem Abgas zu entfernen.In the incomplete combustion of organic matter, for example in a fossil-fired power plant or in an egg garbage incineration plant, pollutants arise as with for example carbon monoxide, nitrogen oxides and hydrocarbons. Because these pollutants can cause damage to the environment and are dangerous for humans too, editions exist conditions with regard to the exhaust gas from the combustion pro maximum quantities to be released into the environment. Correspond According to these requirements, the pollutants are suitable Remove measures from the exhaust gas.

Zur Entfernung der Schadstoffe aus dem Abgasstrom einer Ver brennungsanlage ist daher üblicherweise deren Brennkammer eine Anzahl von an die zu beseitigenden Schadstoffe angepaß ten Katalysatoren abgasseitig nachgeschaltet. Dabei kommen je nach Art und Zusammensetzung des Abgases und der darin ge führten Schadstoffe SCR-Katalysatoren, Oxdiationskatalysato ren und/oder Reduktionskatalysatoren in Betracht.To remove the pollutants from the exhaust gas flow of a Ver The combustion plant is therefore usually its combustion chamber a number of adapted to the pollutants to be removed th catalysts connected on the exhaust gas side. Here ever come according to the type and composition of the exhaust gas and the ge led pollutants SCR catalysts, oxidation catalysts ren and / or reduction catalysts into consideration.

Abhängig von der Art des Verbrennungsprozesses kann das aus der Brennkammer der Verbrennungsanlage austretende Abgas mit Staub beladen sein. Bei der Einleitung des Abgasstroms in den oder die Katalysatoren kann es, insbesondere bei einem lie gend angeordneten oder für eine Durchströmung des Abgases in annähernd horizontaler Richtung vorgesehenen Katalysator, zu einer Staubablagerung auf den katalytisch aktiven Zonen des Katalysators kommen. Eine derartige Staubablagerung kann zu einer teilweisen Verstopfung der Katalysatoranordnung oder auch zu einer Verminderung der für die katalytische Reaktion effektiv zur Verfügung stehenden Fläche kommen. Bei längerer Betriebsdauer einer derartigen Katalysatoranordnung kann ihre katalytische Reaktivität somit in unerwünschter Weise abnehmen.Depending on the type of combustion process, this can happen exhaust gas emerging in the combustion chamber of the incinerator Be laden with dust. When the exhaust gas flow is introduced into the or the catalysts can, especially with a lie arranged or for a flow of the exhaust gas in catalyst provided approximately in the horizontal direction, too a dust deposit on the catalytically active zones of the Catalyst come. Such a dust deposit can partial clogging of the catalyst assembly or also to reduce the catalytic reaction effectively available space. With longer ones Operating time of such a catalyst arrangement can be Catalytic reactivity is therefore undesirable lose weight.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kataly satoranordnung zur Verminderung von Schadstoffen in einem mit Staub beladenen Abgas anzugeben, bei der auch bei einer annä hernd horizontalen Durchströmungsrichtung des Abgases eine Herabsetzung des katalytischen Aktivität infolge langer Be triebszeiten besonders gering ist.The invention is therefore based on the object of a catalyze Sator arrangement for reducing pollutants in one Specify dust-laden flue gas, at which approx horizontal direction of flow of the exhaust gas Decrease in catalytic activity due to long loading driving times is particularly short.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem eine Anzahl von Katalysatorplatten annähernd senkrecht in einem gemeinsa men Gehäuse angeordnet ist, das in einem unteren Raumbereich eine Reinigungsvorrichtung für die oder jede Katalysator platte aufweist.This object is achieved according to the invention by a number of catalyst plates approximately vertically in a common Men housing is arranged in a lower area a cleaning device for the or each catalyst plate has.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß für eine be sonders geringe Herabsetzung der katalytischen Aktivität der Katalysatoranordnung auch bei langer Betriebs zeit eine Staub ablagerung auf den katalytisch aktiven Oberflächen der Kata lysatoranordnung weitgehend vermieden sein sollte. Dazu sind als katalytisch aktive Reaktionskörper Katalysatorplatten vorgesehen, die senkrecht angeordnet sind. Eine Ansammlung von Staubpartikeln auf den Katalysatorplatten ist somit nur in besonders geringem Maße möglich. Zudem ist die Ansammlung von Staubpartikeln auf der oder jeder Katalysatorplatte bei einer derartigen Anordnung lediglich in einem unteren Raumbe reich der oder jeder Katalysatorplatte zu erwarten. Im unte ren Raumbereich der oder jeder Katalysatorplatte ist zur Ent fernung einer derartigen Reststaubablagerung eine Reinigungs vorrichtung vorgesehen. The invention is based on the consideration that for a be particularly low reduction in the catalytic activity of the Catalytic converter arrangement a dust even with long operating times deposition on the catalytically active surfaces of the kata Analyzer arrangement should be largely avoided. To do this as catalytically active reaction bodies catalyst plates provided that are arranged vertically. A gathering of dust particles on the catalyst plates is therefore only possible to a particularly small extent. In addition, the accumulation of dust particles on the or each catalyst plate such an arrangement only in a lower room expected of the or each catalyst plate. In the bottom Ren space area of or each catalyst plate is Ent Removal of such a residual dust deposit a cleaning device provided.

Es können Katalysatorplatten mit oder ohne Sicken vorgesehen sein. Für eine besonders einfache Handhabung bei der Montage oder einer Wartung sind die Katalysatorplatten in einem ge meinsamen Gehäuse angeordnet. Dazu können die Katalysator platten beispielsweise in einem gemeinsamen Rahmen einge spannt sein. Die für den unteren Raumbereich der oder jeder Katalysatorplatte vorgesehene Reinigungsvorrichtung kann bei spielsweise eine Anzahl von Schiebern oder Bürsten umfassen, die im Betriebsfall periodisch gegenüber der oder jeder Kata lysatorplatte bewegt werden. Dabei erfolgt eine Befreiung der jeweiligen Katalysatorplatte von Staubwächten.Catalyst plates with or without beads can be provided be. For particularly easy handling during assembly or maintenance, the catalyst plates are in one ge common housing arranged. To do this, the catalyst plates turned into a common frame, for example be tense. The for the lower area of the or everyone Cleaning device provided catalyst plate can at for example comprise a number of sliders or brushes, which periodically compared to the or each Kata can be moved. In doing so, the respective catalyst plate from dust monitors.

Vorzugsweise weist das Gehäuse in einem Bodenbereich eine Staubaustragsvorrichtung auf.The housing preferably has a base area Dust discharge device on.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson dere darin, daß durch die senkrechte Anordnung und die für den unteren Raumbereich der oder jeder Katalysatorplatte vor gesehene Reinigungsvorrichtung eine Staubablagerung an der oder jeder Katalysatorplatte vermeidbar ist. Ein Verstopfen des Katalysatorquerschnitts oder eine Verminderung der kata lytisch aktiven Oberfläche der Katalysatoranordnung ist somit sicher vermieden. Auch bei einer langen Betriebsperiode der Katalysatoranordnung ist somit auch bei einer annähernd hori zontalen Strömungsrichtung des Abgases die Verminderung der verfügbaren katalytisch aktiven Oberfläche infolge von Staub ablagerungen besonders gering.The advantages achieved with the invention are in particular that in that by the vertical arrangement and for the lower area of the or each catalyst plate seen cleaning device a dust deposit on the or any catalyst plate is avoidable. A constipation of the catalyst cross section or a reduction in the kata is thus lytically active surface of the catalyst arrangement safely avoided. Even with a long period of operation The catalyst arrangement is therefore also approximately the same zontal flow direction of the exhaust gas the reduction of available catalytically active surface due to dust deposits are particularly low.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur eine Kataly satoranordnung.An embodiment of the invention is based on a Drawing explained in more detail. The figure shows a cataly sensor arrangement.

Die Katalysatoranordnung 1 gemäß der Figur ist zur Entfernung von Schadstoffen aus einem mit Staub beladenen Abgas vorgese hen. Dazu ist die Katalysatoranordnung 1 in nicht näher dar gestellter Weise einer zur Verbrennung von organischen Stof fen vorgesehenen Verbrennungsanlage abgasseitig nachgeschal tet. Bei der Verbrennungsanlage kann es sich beispielsweise um einen Kessel einer Hochtemperaturbrennkammer einer Schwel- Brenn-Anlage, um eine rostgefeuerte Müllverbrennungsanlage oder um ein fossilbeheiztes Kraftwerk handeln. Alternativ kann die Katalysatoranordnung 1 auch einer anderen Anlage zur Verbrennung von organischen Stoffen nachgeschaltet sein.The catalyst arrangement 1 according to the figure is hen hen for removal of pollutants from an exhaust gas laden with dust. For this purpose, the catalytic converter arrangement 1 is connected in a manner not shown in more detail to an incineration plant provided for the combustion of organic substances. The incineration plant can, for example, be a boiler of a high-temperature combustion chamber of a smoldering plant, a rust-fired waste incineration plant or a fossil-fired power plant. Alternatively, the catalyst arrangement 1 can also be connected downstream of another plant for the combustion of organic substances.

Die Katalysatoranordnung 1 ist für eine Durchströmung des Ab gases in einer durch den Pfeil 2 angedeuteten annähernd hori zontalen Durchströmungsrichtung vorgesehen. Die Katalysa toranordnung 1 umfaßt eine Anzahl von annähernd senkrecht in einem gemeinsamen Gehäuse 4 angeordneten Katalysatorplatten 6. Die Katalysatorplatten 6 sind dabei hinsichtlich ihrer ka talytisch aktiven Zusammensetzung an die zu beseitigenden Schadstoffe des Abgases aus der Verbrennungsanlage angepaßt. Die Katalysatoranordnung 1 kann dabei in Abhängigkeit der Zu sammensetzung ihrer Katalysatorplatte 6 als SCR-Katalysator, als Reduktionskatalysator oder auch als Oxidationskatalysator ausgebildet sein.The catalytic converter arrangement 1 is provided for a through-flow of the exhaust gas in an approximately horizontal flow direction indicated by the arrow 2 . The catalyst assembly 1 comprises a number of catalyst plates 6 arranged approximately vertically in a common housing 4 . The catalyst plates 6 are adapted in terms of their catalytically active composition to the pollutants of the exhaust gas to be removed from the incinerator. The catalyst arrangement 1 can be designed depending on the composition of its catalyst plate 6 as an SCR catalyst, as a reduction catalyst or as an oxidation catalyst.

Im Ausführungsbeispiel sind als Katalysatorplatten 6 Kataly satorplatte ohne Sicken vorgesehen. Alternativ kann es sich bei den Katalysatorplatten 6 aber auch um Katalysatorplatte mit Sicken handeln.In the exemplary embodiment, 6 catalyst plates without beads are provided as catalyst plates. Alternatively, the catalyst plates 6 can also be catalyst plates with beads.

In einem unteren Raumbereich 8 ist eine Reinigungsvorrichtung 10 für jede Katalysatorplatte 6 vorgesehen. Die Reinigungs vorrichtung 10 umfaßt im Ausführungsbeispiel für jeden von jeweils zwei benachbarten Katalysatorplatten 6 gebildeten Ka nal 11 einen über eine Antriebsstange 12 in deren Längsrich tung verschiebbaren Schieber 14. Der Schieber 14 ist dabei derart bemessen, daß bei seiner Verschiebung in Längsrichtung der Antriebsstange 12 an den ihm benachbarten Katalysator platten 6 im unteren Raumbereich 8 haftender Staub entfernt wird.A cleaning device 10 is provided for each catalyst plate 6 in a lower area 8 . The cleaning device 10 comprises in the embodiment for each of two adjacent catalyst plates 6 formed Ka channel 11 via a drive rod 12 in the longitudinal direction direction slider 14th The slider 14 is dimensioned such that when it is moved in the longitudinal direction of the drive rod 12 to the adjacent catalyst plates 6 8 in the lower space 8 adhering dust is removed.

Das Gehäuse 4 weist in seinem Bodenbereich 18 eine nicht nä her dargestellte Staubaustragsvorrichtung zum Abführen des von der Reinigungseinrichtung 10 von den Katalysatorplatten 6 losgelösten Staubs auf. Bei der Staubaustragsvorrichtung han delt es sich vorzugsweise um einen Staubabzugstrichter.The housing 4 has in its bottom region 18 a dust discharge device (not shown) for removing the dust detached from the cleaning device 10 from the catalyst plates 6 . The dust discharge device is preferably a dust extraction funnel.

Beim Betrieb der Katalysatoranordnung 1 kann sich im Abgas geführter Staub an den Katalysatorplatten 6 ablagern. Auf grund der senkrechten Anordnung der Katalysatorplatten 6 fin det eine derartige Ablagerung jedoch lediglich in besonders geringem Umfang statt. Weiterhin ist die Ablagerung aufgrund der einwirkenden Schwerkraft auf den unteren Raumbereich 8 beschränkt. Um eine Verminderung der effektiv zur Verfügung stehenden katalytisch aktiven Oberfläche der Katalysatoran ordnung 1 mit zunehmender Betriebsdauer zu verhindern, er folgt in zeitlich periodischen Abständen eine Reinigung der unteren Raumbereiche 8 der Katalysatorplatten 6 mit Hilfe der Reinigungsvorrichtung 10.During operation of the catalytic converter arrangement 1 , dust carried in the exhaust gas can be deposited on the catalytic converter plates 6 . However, due to the vertical arrangement of the catalyst plates 6, such a deposit only takes place to a particularly small extent. Furthermore, the deposit is limited to the lower area 8 due to the action of gravity. In order to prevent a reduction in the effectively available catalytically active surface of the catalytic converter arrangement 1 with increasing operating time, the lower spatial areas 8 of the catalytic converter plates 6 are cleaned at periodic intervals using the cleaning device 10 .

Claims

1. Catalyst arrangement ( 1 ) for reducing pollutants in a dust-laden exhaust gas, in which a number of catalyst plates ( 6 ) is arranged approximately vertically in a common housing ( 4 ) rich in a lower space ( 8 ), a cleaning device ( 10 ) for the or each catalyst plate ( 6 ).

2. Catalyst arrangement ( 1 ) according to claim 1, wherein the Ge housing ( 4 ) in a bottom region ( 18 ) has a dust discharge device.