DE3501941A1

DE3501941A1 - Steg-katalysator vorrichtung zur entfernung von stickoxiden

Info

Publication number: DE3501941A1
Application number: DE19853501941
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 4390 Gladbeck Reichert; Ekkehard Prof. Dr.-Ing. 4300 Essen Weber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-01-22
Filing date: 1985-01-22
Publication date: 1986-07-24

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernung von Stickoxiden aus einem Abgas, insbesondere Feuerungsrauchgas. In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck "Steg- Katalysatorelement" ein Katalysatorelement, das eine Struktur paralleler Kanäle aufweist, die durch einen oder mehrere Stege verbinden sind.
Gase aus industriellen Verbrennungsanlagen und fossil befeuerten Wärmekraftwerken enthalten Stickoxide, die aus Gründen des Umweltschutzes soweit als möglich aus ihnen entfernt werden sollen. Hierzu werden, zusammen mit einem Reduktionsmittel wie beispielsweise Ammoniak, Katalysatoren eingesetzt, die mit geringen Mengen an aktiven Komponenten wie Vanadium, Wolfram, Molybdän, Eisen oder Chromoxiden dotiert sind. Als Trägermaterialien für die Katalysatoren können Stoffe mit hoher spezifischer Oberflächengröße wie Titan-, Silizium- oder Aluminiumoxide Verwendung finden. Für unterschiedliche Rauchgasbeschaffenheiten sind verschiedene Katalysatorelementformen entwikkelt worden. Insbesondere unterscheidet man Bienenwabenformen, Katalysatorelemente in Plattenform oder in Schüttschichten, wobei die letztgenannte Katalysatoranordnung einen hohen Druckverlust aufweist und im allgemeinen bei stark staubbeladenen Gasen nicht einsetzbar ist. Bienen- oder Honigwaben- Katalysatorelemente, wie sie in der Deutschen Patentschrift 2658 539 C 3 vom 13.09.1979 beschrieben werden, verfügen zwar für eine Reihe von Anwendungsfällen über Kanäle mit einem genügend großen Durchmesser, so daß Verstopfungserscheinungen durch den Staub weitgehend vermieden werden können. Für Rauchgase mit hohem Staubgehalt sind aber sehr große hydraulische Durchmesser in den Kanälen erforderlich, die dann die Wirksamkeit der Stickoxidkatalysatoren mindern können. Andererseits können Probleme auftreten, wenn durch ungünstige Strömungsprofile die Wirkung der Katalysatoren beeinträchtigt wird.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art zu schaffen, bei der die Anordnung und Ausbildung der Strömungskanäle im Katalysatorelement zu einem größeren freien Raum und damit sowohl die Verstopfungsgefahr vermindert als auch der Druckverlust verringert werden. Gleichzeitig wird durch die Bildung des größeren freien Gasraumes erreicht, daß durch diffusiven und konvektiven Transport ein Konzentrationsausgleich innerhalb der Kanäle des Katalysatorelementes erfolgen kann. Die Katalysatorelemente mögen unterschiedliche Außenabmessungen hinsichtlich Höhe, Länge und Breite besitzen. Sie unterscheiden sich vor allem von bekannten Elementen dadurch, daß, bezogen auf einen Gasdurchtrittsquerschnitt, die Kanallänge sehr viel größer als die Kanalbreite ist. Hergestellt werden können diese Elemente durch das Ineinanderschachteln von gleichartigen oder ähnlichen Körpern, die an der Ober-und/oder Unterseite des einzelnen Elementes oder einer aus mehreren Elementen bestehenden Katalysatorlage gehaltert werden müssen, um die Kanalstruktur zu erhalten. Die Fertigung solcher Katalysatorelemente ist aufwendig sowohl hinsichtlich Herstellung als auch Montage. Es ist nur schwer zu realisieren, daß die Geometrie erhalten bleibt und einzelne Kanäle nicht eine zu kleine Breite erhalten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Verbindungsstege, in beliebiger Art und Weise hergestellt und angeordnet, weitgehend konstante Kanalbreiten gewährleisten und das Katalysatorelement hinsichtlich Festigkeit und Struktur stabilisieren. Die Stege, deren Zahl von Aufbau und Abmessung des Elementes abhängig sind, können fest mit den Körpern verbunden sein, beispielsweise durch Herstellung des Elementes in einem Stück. Sie können aber auch, aus beliebigen Materialien bestehend, beim Zusammenbau des Elementes angeordnet werden. Das Katalysatorelement kann aus rechteckigen, runden, quadratischen oder sonstwie geformten Körpern hergestellt werden.
Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Fig. 1-4 einige beispielhafte Querschnitte für derartige Katalysatorelemente wiedergegeben.
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Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Entfernung von Stickoxiden aus Abgasen, insbesondere aus solchen von Feuerungsanlagen, mit einem Katalysator, der aus einem bis beliebig vielen Katalysatorelementen aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator aus einem oder einer Vielzahl von Steg: Katalysator elementen aufgebaut ist, die in Richtung ihrer Kanäle durchströmt werden 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steg-Katalysatorelemente aus irgendwie geformten, gleichartigen oder ähnlichen Körpern bestehen, die ineinandergeschachtelte Kanäle bilden und die durch Stege gehaltert werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stücke der Stege größer oder gleich der der Körperwandungen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steganzahl beim Stegelement mindestens ein Verhältnis von Querschnittskanallänge zu Kanalbreite von 4 gewährleistet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,2,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege untereinander fest mit den Körpern des Steg-Katalysators verbunden (z.B. Herstellung des Steg- Katalysatorelementes aus einem Stück) sind oder mit diesen lose verbunden sind, wobei Stege und Steg-Katalysatorkörper aus gleichem oder unterschiedlichem Material bestehen können.