DE3427905A1

DE3427905A1 - Verfahren zur entstickung eines rauchgasstroms in einem katalysatorbett und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3427905A1
Application number: DE19843427905
Authority: DE
Inventors: Heribert Dipl.-Ing. Dr. 4300 Essen Breidenbach
Original assignee: Steag GmbH
Current assignee: Steag GmbH
Priority date: 1984-07-28
Filing date: 1984-07-28
Publication date: 1986-02-06
Also published as: DE3427905C2

Description

Verfahren zur Entstickung eines Rauchgasstroms in
einem Katalysatorbett und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des vorstehenden Anspruches 1 genannten Art.
Parallel zu den nassen Verfahren zur NOx -Abscheidung wurden trockene auf katalytischer Basis arbeitende Verfahren entwickelt, insbesondere selektive katalytische Reduktionsverfahren (SCR). Das Katalysatormaterial wurde in Bienenwabenform, auf plattenförmigen Trägern oder in Teilchenform eingesetzt. Aus der DE-OS 23 41 242 ist z. B. der Einsatz eines teilchenförmigen Katalysators mit einem Gehalt an Kupferoxid zur Entstickung eines Abgases bekannt, dem Ammoniak zugesetzt ist. Der Kontakt zwischen dem zu reinigenden Abgas und dem Katalysator wird dabei vorzugsweise durch Durchströmenlassen des Gases durch ein Festbett des Katalysators erreicht. Dabei wird darauf hingewiesen, daß in Kraftwerken und in zahlreichen anderen Anlagen ein geringer Druckabfall im Reaktionsraum unbedingt notwendig ist, da Feuerungsanlagen im wesentlichen bei Atmosphärendruck oder bei nur geringfügig erhöhtem Druck betrieben werden, so daß auf diese Weise ein zu starker Energieverlust vermieden wird.
Bei vorgegebenen Durchflußgeschwindigkeiten, Größen und Formen der Katalysatorteilchen wird die Kombination der Gasgeschwindigkeit und der Katalysatorbettiefe in Strömungsrichtung gesehen so gewählt, daß sich ein geeigneter geringer Druckabfall einstellt.
Das teilchenförmige Katalysatormaterial kann nur eine gewisse Zeit im Reaktionsraum verbleiben, da die Katalysatoraktivität nachläßt und es ggf. zu Staubeintrag und/oder Staubbildung im Reaktionsraum kommt. In der DE-OS 23 41 242 findet sich kein Hinweis darauf, wie das Festbett aufgefüllt bzw. regeneriert wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, bei dem im Reaktionsraum auf einfache Weise aktives Katalysatormaterial bereit steht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Reaktionsraum von oben mit Katalysatorteilchen unter Aufbau eines Schüttgutbettes im Reaktionsraum beschickt wird und unten aus dem Reaktionsraum Katalysatormaterial abgezogen wird und der Abgasstrom im wesentlichen quer zur Förderrichtung der Katalysatorteilchen durch den Reaktionsraum geführt wird.
Das abgezogene Katalysatormaterial kann entweder entstaubt und/oder regeneriert werden (falls ein regenerierbares Material vorliegt) und erneut von oben in den Reaktionsraum eingeführt werden, wobei eine Zwischenbunkerung möglich ist, oder abtransportiert werden.
Um das von oben eingebrachte Katalysatormaterial gleichmäßig über die Katalysatorbettiefe zu verteilen, ist es zweckmäßig, daß in dem Reaktionsraum durch Einbauten eine Zwangsverteilung der Katalysatorteilchen über den Bettquerschnitt erfolgt.
Weitere Unteransprüche richten sich auf bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nebst Ausgestaltungen.
Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figur näher erläutert werden.
Über einen Rohgaskanal 1 wird einem Reaktionsbehälter 2 zu entstickendes Rohgas zugeführt. In dem Reaktionsbehälter befindet sich ein Schüttgutbett 3 aus einem teilchenförmigen Katalysator. Im Bereich des Rohgaseinlasses 4 und im Bereich des gegenüberliegenden Reingasauslasses 5 ist die Wandung des Reaktionsbehälters 2 in geeigneter Weise gasdurchlässig gestaltet, z. B. in Form von Lochblechen, deren Lochgröße an die Teilchengröße des verwendeten Katalysatormaterials derart angepaßt ist, daß das Katalysatormaterial im Reaktionsbehälter 2 zurückgehalten wird.
Es ist auch möglich, die Einlässe 4 und 5 als zweite Öffnungen zu gestalten und das Katalysatormaterial im Reaktionsbehälter 2 in einem geeigneten Lochwandbehälter zu halten. Das entstickte Reingas strömt über einen Gaskanal 6 ab.
Der Rohgaskanal 1 ist an seinem Auslaßende und der Reingaskanal 6 an seinem Einlaßende aufgeweitet, um einen größeren Durchströmquerschnitt durch den Behälter zu ermöglichen. Im Aufweitungsbereich der Kanäle sind Einbauten 7 vorgesehen, um gleichmäßige Ein- und Abströmungen in und aus dem Behälter zu erreichen. Besonders wesentlich sind dabei die Einbauten im Auslaßende des Rohgaskanals. Über ein Ventil 8 wird chargenweise oder - wie bevorzugt - kontinuierlich Katalysatormaterial abgezogen. Das abgezogene Katalysatormaterial wird entweder entfernt oder nach einer vorzugsweise eingeschalteten Entstaubung 9 über eine Regeneriereinrichtung 10 und einem weiteren Ventil 11 dem oberen Ende des Reaktionsbehälters 2 zugeführt.
Der Reaktionsbehälter 2 ist an seinem unteren Ende trichterförmig ausgebildet. Der Transport zwischen den Ventilen 8 und 11 und den zwischengeschalteten Einrichtungen kann durch Bänder, Becherwerke oder dergleichen erfolgen. Grundsätzlich ist ein geschlossener Kreislauf für regenerierbares Material möglich.
Da in den Reaktionsbehälter Schüttgut eingebracht wird und eine gleichmäßige Verteilung des Schüttguts über den Querschnitt des Reaktonsbehälters zweckmäßig ist, sind in dem Reaktionsbehälter Einbauten 12 vorgesehen, die zu einer gleichmäßigen Verteilung des über das Ventil 11 eingebrachten Materials führen.
Hierfür eignen sich in geeigneter Weise angeordnete Bleche und Gitter.
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Claims

Verfahren zur Entstickung eines Rauchgasstroms in einem Katalysatorbett und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Patentansprüche 1. Verfahren zur Entstickung von Abgasen, insbesondere Rauchgasen aus Feuerungen, bei dem der Rauchgasstrom durch ein in einen Reaktionsraum eingebrachtes Bett aus teilchenförmigen Katalysatormaterial geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum von oben mit Katalysatorteilchen unter Aufbau eines Schüttgutbettes im Reaktionsraum beschickt wird und unten aus dem Reaktionsraum Katalysatormaterial abgezogen wird und der Abgasstrom im wesentlichen quer zur Förderrichtung der Katalysatorteilchen durch den Reaktionsraum geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Reaktionsraum durch Einbauten eine Zwangsverteilung der Katalysatorteilchen über den Bettquerschnitt erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor Eintritt des Abgasstroms in den Reaktionsraum ein Strömungsquerschnitt vergrößert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Austritt des Abgasstroms aus dem Reaktionsraum sein Querschnitt verringert wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 4 mit einem mit Katalysatormaterial füllbaren Reaktionsbehälter und mit Rohgaseinlaß und Rohgasauslaß für den zu entstickenden Gasstrom, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine obere Beschickungsöffnung und mindestens eine untere Beschickungsöffnung für das Katalysatormaterial vorgesehen sind, und daß der Rohgaseinlaß (4) an einer Seite des Behälters (2) und ein Reingasauslaß (5) an der gegenüberliegenden Seite des Behälters vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Reaktionsbehälter (2) Führungseinbauten (12) für die gleichmäßige Verteilung des von oben eingebrachten Katalysatormaterials über den Reaktionsbehälterquerschnitt vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Einlaß bzw. Auslaß (4,5) führenden Abgaskanäle (1,6) an ihren mit dem Behälter (2) verbundenen Enden am Querschnitt aufgeweitet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufweitungsbereich Einbauten (7) vorgesehen sind.