DE4204770A1

DE4204770A1 - Verfahren zum entfernen von austraegen o. dgl. aus abgasen von kohlenwasserstoff-brennstoffen

Info

Publication number: DE4204770A1
Application number: DE4204770A
Authority: DE
Inventors: Domingo Rodriguez; Roy Payne; Cebers O Gommez; Peter Maly; Maria Teresa Terrer
Original assignee: Intevep SA
Current assignee: Intevep SA
Priority date: 1991-02-19
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 1992-08-20
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: FR2672821A1; ITTO910957A1; ES2034898A1; GB2252965A; GB9121476D0; KR920016130A; ITTO910957A0; CA2053939A1; NL9200311A; KR940006398B1; ES2034898B1; IT1250359B; DK170991A; DE4204770C2; DK170991D0; BR9104515A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Austrägen oder Ausstößen (effluents) aus Abgasen, die durch die Verbrennung eines Kohlenwasserstoff-Brennstoffes erzeugt werden.

Die nicht veröffentlichte DE-OS 41 03 859 offenbart ein Verfahren zur in-situ Herstellung eines Oxid-Aerosols als Sorptionsmittel, das zum Entfernen von Ausstößen aus einem gasförmigen Verbrennungsstrom verwendet wird. Gemäß dem Verfahren nach der DE-OS 41 03 859 wird eine wässerige Lösung, die eine in Wasser gelöste Austrags-Sorbens-Zusammensetzung (effluent sorbent compound) enthält, mit einem kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoff gemischt zur Bildung einer brennbaren Brennstoffmischung. Bei dem Kohlenwasserstoff-Brennstoff kann es sich um Heizöl, Rohöl, eine Öl-in-Wasser-Emulsion, Kohle, Bitumen oder einen beliebigen anderen geeigneten fossilen Brennstoff handeln. Die brennbare Brennstoffmischung wird zerstäubt und einer Verbrennungszone zugeführt, in der die zerstäubte Brennstoffmischung in Gegenwart eines Oxidationsmittels unter kontrollierten Bedingungen bei einer Temperatur von größer oder gleich 1400°K verbrannt wird. Während der Verbrennung der zerstäubten Brennstoffmischung bei der obenerwähnten Temperatur wird ein Oxid-Aerosol als Sorptionsmittel (sorbens-oxide aerosol) erzeugt, das ultrafeine Sorbens-Oxid-Partikel mit einem mittleren Durchmesser von submikroner Größe im gasförmigen Verbrennungsstrom aufweist. Der gasförmige Verbrennungsstrom vird danach auf eine Temperatur zwischen etwa 700°K und 1350°K abgekühlt, so daß die Sorbens-Oxid-Partikel die Ausstöße aus dem gasförmigen Verbrennungsstrom absorbieren. Das Verfahren nach der DE-OS 41 03 859 hat sich als besonders nützlich zum Entfernen von Schwefel aus gasförmigen Verbrennungsströmen erwiesen.

Die in den USA mit vorliegender Anmeldung zeitgleich hinterlegte Patentanmeldung 6 57 442 betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Ausstößen aus Abgasen, die durch die Verbrennung eines Kohlenwasserstoff-Brennstoffes erzeugt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt das Verbrennen eines Kohlenwasserstoff-Brennstoffes in einer Verbrennungszone bei einer bevorzugten Temperatur und den anschließenden Abtransport der bei der Verbrennung erzeugten Abgase aus der Verbrennungszone. Während des Transportes der Abgase werden diese auf einen kontrollierten Temperaturbereich, der unterhalb der Verbrennungstemperatur liegt, abgekühlt. Ein Sorptionsmittelaustrag wird bei kontrollierter Temperatur stromabwärts der Verbrennungszone in den Abgasstrom injiziert. Während der Injektion des Sorptionsmittel-Austrags bei der kontrollierten Temperatur des Abgasstromes absorbiert das Sorptionsmittel oder Sorbens Ausstöße aus den Abgasen.

In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, neue und verbesserte Verfahren zum Entfernen von Ausstößen aus Verbrennungsströmen eines Kohlenwasserstoff-Brennstoffes bereitzustellen, die wirtschaftlich einzusetzen und bezüglich der Reduktion der Ausstöße effektiv sind. Diese Verfahren sollen das Entfernen umweltschädlicher Ausstöße aus einem Gasstrom ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Patentanspruches zu einem Verfahren der eingangs genannten Art, bei welchem ein Sorptionsmittelaustrags-Nitrat in den Verbrennungsstrom stromabwärts der Verbrennungszone injiziert wird, vor allem in die Abgase stromabwärts der Verbrennungszone bei einer kontrollierten Temperatur des Abgasstromes. Erfindungsgemäß werden die vorstehenden Ziele und Vorteile ohne weiteres erreicht.

Weitere vorteilhafte Verbesserungen des Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entnehmen, Vorteile der Erfindung zudem den nachfolgenden Ausführungen.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt das Verbrennen eines Kohlenwasserstoff-Brennstoffes in einer Verbrennungszone bei einer bevorzugten Temperatur und den anschließenden Abtransport der bei der Verbrennung erzeugten Abgase aus der Verbrennungszone. Während des Transportes der Abgase werden die Abgase auf einen kontrollierten Temperaturbereich, der unterhalb der Verbrennungstemperatur liegt, abgekühlt. Ein Sorptionsmittelaustrags-Nitrat wird bei kontrollierter Temperatur stromabwärts der Verbrennungzone in den Abgasstrom injiziert. Während der Injektion des Sorptionsmittelaustrags-Nitrats bei der kontrollierten Temperatur des Abgasstromes, absorbiert das Sorptionsmittel Ausstöße aus den Abgasen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Sorptionsmittelaustrags-Nitrat mit einem Promotor versehen (spiked), der die Wirkung des Sorptionsmittelaustrags auf das Entfernen der Ausstöße aus den Abgasen verbessert. Erfindungsgemäß kann das Sorptionsmittelaustrags-Nitrat mit Wasser und dem Promotor gemischt werden zur Bildung einer wäßrigen Lösung, die in den Abgasstrom injiziert wird. In dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Sorptionsmittelaustrags-Nitrat-Mischung so injiziert, daß ein Feinspray erzeugt wird, bei welchem die durchschnittliche Partikelgröße weniger als 100 Mikron beträgt.

In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Sorptionsmittel-Nitrat mit dem Promotor gemischt und trocken dem Abgasstrom zugeführt werden. In dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform sollte die durchschnittliche Partikelgröße des gemischten (spiked) Sorptionsmittel-Nitrats weniger als 50 Mikron betragen, bevorzugt weniger als 20 Mikron.

Das meistgewünschte, im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Sorptionsmittel-Nitrat beinhaltet Nitratsalze, wobei Nitratsalze aus Magnesium und Kalzium am meisten bevorzugt werden. Geeignete Promotoren beinhalten Eisen, Kupfer, Mangan, Bor, Aluminium, Natrium, Kalium, Zink, Nickel und Mischungen davon mit bevorzugt Eisen, Kupfer, Mangan und Bor - ideal sind Eisen und Kupfer. Gemäß einem bevorzugten Kennzeichen der vorliegenden Erfindung beträgt das Molverhältnis von Sorptionsmittel-Nitrat zu Ausstoß 0,05 bis 2,0 und bevorzugt 0,1 bis 1,0, während das Molverhältnis von Promotor zu Sorptionsmittel 0,001 bis 0,1 beträgt, bevorzugt gleich oder kleiner 0,05.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet einen wirksamen und wirtschaftlichen Mechanismus zum Entfernen von Ausstößen aus einem gasförmigen Verbrennungsstrom an. Die Effektivität des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachstehend beim Studium der genauen Beschreibung offensichtlich.

Wie vorstehend festgestellt, umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt des Injizierens eines Sorptionsmittelaustrags-Nitrat in den Abgasstrom stromabwärts der Verbrennungszone, wenn sich der Abgasstrom in einem kritischen Temperaturbereich befindet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Sorptionsmittelaustrags-Nitrat mit einem Promotor gemischt und in den Abgasstrom injiziert. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Sorptionsmittelaustrags-Nitrat mit Wasser und dem Promotor gemischt zur Bildung einer wässerigen Sorptionsmittelaustrags-Nitrat-Mischung. Die Mischung wird dann unter kontrollierten Bedingungen bei einer gewünschten Temperatur des Abgasstromes in den Abgasstrom injiziert. Die Sorptionsmittelaustragsmischung wird in kontrollierter Weis so injiziert, daß ein Feinspray mit einer durchschnittlichen Tröpfchengröße von weniger als 100 Mikron, bevorzugt weniger als 50 Mikron, erzeugt wird.

In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Sorptionsmittelaustrags-Nitrat mit dem Promotor gemischt (spiked) und in trockener Form in den Abgasstrom injiziert. Die besondere Art und Weise, ein wasserunlösliches, festes Sorptionsmittel mit dem Promotor zu mischen, hängt teilweise von der Beschaffenheit beider ab, sowohl des Sorptionsmittels als auch des Promotors. Beispielsweise ist Kalziumhydroxid (Ca(OH)₂), auch als hydrierter Kalk bekannt, ein Festkörper, der durch den Zusatz von Wasser zum Kalziumoxid hergestellt wird. Hydrierter Kalk ist ein sehr bekanntes SO₂ Sorptionsmittel. Hydrierter Kalk könnte ohne weiteres mit dem Promotor entsprechend folgender Vorgehensweise gespiked werden: Eine Promotorverbindung bzw. -zusammensetzung wird im gewünschten Verhältnis in dem Wasser gelöst, das zum Hydrieren des Kalks verwendet wird. Dann wird der Kalk mit dieser Lösung hydriert, wobei der Promotor dem Festkörper effizient beigemengt wird. Die Hydrationsreaktion ist ganz exotherm; somit könnte ein mit einer Trockensubstanz gemischtes Sorptionsmittel (dry spiked solid sorbent) hergestellt werden, wenn die richtigen Bedingungen getroffen werden. Ansonsten ist das Trocknen des nassen Festkörpers erforderlich. Das mit Promotor gemischte Sorptionsmittel könnte dann in die Abgase im Ofen als feinverteilte Trockensubstanz injiziert werden. In dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform beträgt die durchschnittliche Partikelgröße des Sorptionsmittelaustrags-Nitrats weniger als oder gleich 10 Mikron.

Wie vorstehend erwähnt, wird das Sorptionsmittelaustrags-Nitrat mit oder ohne Promotor in den Abgasstrom injiziert, wenn der Abgasstrom eine entsprechende Temperatur aufweist.

Erfindungsgemäß hat es sich gezeigt, daß bei Injektion des Sorptionsmittelaustrags-Nitrats in den Abgasstrom ohne Promotor die gewünschte Temperatur des Abgasstromes bei der Injektion zwischen etwa 1093,33°C und 1315,60°C (2000°F und 2400°F) liegt. Wird ein Promotor dem Sorptionsmittelaustrag beigemischt, so wird das Temperaturfenster für die Injektion in den Abgasstrom auf etwa 1537,80°C (2800°F) erhöht. Erfindungsgemäß sollte das Molverhältnis von Sorbensnitrat zu Ausstoß 0,05 bis 2,0 betragen, bevorzugt zwischen 0,1 und 1,0, und das Molverhältnis von Promotor zu Sorbensnitrat 0,001 bis 0,01, bevorzugt höchstens 0,05. Bei der Sorptionsmittelaustrags-Nitrat-Verbindung kann es sich um irgendein Nitrat - z. B. HNO₃ od. dgl. - handeln, wobei Nitrat-Metallsalze bevorzugt werden. Die am meisten bevorzugten Sorptionsmittelausträge sind Nitrate aus Kalzium und Magnesium. Der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Promotor beinhaltet Metalle aus der Eisen, Kupfer, Mangan, Bor, Aluminium, Natrium, Kalium, Zink, Nickel und Mischungen davon umfassenden Gruppe. Bevorzugte Promotoren sind Eisen, Kupfer, Mangan und Bor, wobei Eisen und Kupfer am meisten bevorzugt werden.

Erfindungsgemäß wird das Sorptionsmittelaustrags-Nitrat mit oder ohne Promotor in Gegenwart eines Oxidationsmittels in den Abgasstrom injiziert. Wie vorstehend erwähnt, sollte die Injektion durchgeführt werden, wenn der Gasstrom eine Temperatur von etwa 1093,33°C und 1537,80°C (2000°F bis 2800°F) aufweist, falls ein Promotor verwendet wird, und eine Temperatur von etwa 1093,33°C und 1315,60°C, (2000°F bis 2400°F), falls kein Promotor verwendet wird. Wird das Sorptionsmittelaustrags-Nitrat mit einem Oxidationsmittel in den Abgasstrom injiziert, so bevorzugt man, daß das Oxidationsmittel in einer solchen Menge vorhanden ist, daß ein Sorptionsmittelnitrat-Feinspray zur Verfügung steht.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter spezifischer Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche aber in keiner Weise begrenzend sein sollen.

Beispiel I

Um die Existenz unerwünschter Ausstöße, insbesondere Schwefel, in einem Kohlenwasserstoff-Verbrennungsstrom nachzuweisen und zu quantifizieren, wurde ein flüssiger Kohlenwasserstoff mit einem Schwefelgehalt von 3,8 Gew.-% mit Wasser gemischt, um eine Mischung aus 55 Vol.-% Kohlenwasserstoff-Brennstoff und 45 Vol.-% Wasser zu erzielen. Die Mischung wurde danach vollständig verbrannt. Die Brennstoffmischung wurde dem Ofen durch eine handelsübliche Düse zugeführt. Der Brennstoff wurde mit Luft zerstäubt bei Einsatz einer Masse von etwa 1,1 nach stöchiometrischen Erfordernissen. Der Kohlenwasserstoff-Brennstoff wurde bei einer Verbrennungsgeschwindigkeit (firing rate) von etwa 1 Million BTU¹) pro Stunde (0,29307 · 10⁶ Watt) verbrannt, bis er vollständig verbrannt war. Die Konzentration von SO₂ in den trockenen Emissionsgasen wurde gemessen und betrug 2700 ppm²). Mit trockenen Emissionsgasen sind all die Gase gemeint, welche während des Verbrennungsprozesses erzeugt werden mit Ausnahme von H₂O, korrigiert zu 0% Sauerstoff.

Beispiel II

Um die Effektivität von Nitraten als Sorptionsmittelaustrag im erfindungsgemäßen Verfahren zu veranschaulichen, wurde der in Beispiel I verwendete flüssige Kohlenwasserstoff unter

1) BTU = Einheit der Wärmekapazität
2) ppm = parts per million

denselben Bedingungen verbrannt, wie sie in Beispiel I erläutert sind. Die Abgase aus der Verbrennungszone wurden abgeführt und auf eine Temperatur von 2100°F abgekühlt. Eine wässerige Lösung aus Kalzium-Nitrat wurde in die Abgase bei einer Temperatur von 2100°F injiziert. Das Molverhältnis des in den Abgasstrom injizierten Kalzium-Nitrats zu dem im Brennstoff befindlichen Schwefel betrug 0,7. Nach der Injektion der wässerigen Lösung aus Kalzium-Nitrat in den Abgasstrom wurde die SO₂-Konzentration der trockenen Emissionsgase gemessen und betrug 1301 ppm. Dieses SO₂-Niveau stellt eine 52%ige SO₂-Reduktion im Vergleich zu Beispiel I dar, in welchem Kalzium-Nitrat nicht als Sorptionsmittelaustrag verwendet wurde. Die Menge des verwendeten Nitrat-Sorptionsmittels betrug 40%. Die Sorptionsmittelverwertung ist wie folgt definiert:

worin alpha der stöchiometrische Koeffizient im Sorptionsmittel und chemische Reaktion des Ausstoßes ist sowie die Ausstoß Basislinie die Konzentration des Ausstoßes in den trockenen Emissionsgasen in Abwesenheit eines Sorbens. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren effektiv in der Herabsetzung von SO₂-Niveaus in den Abgasen des Verbrennungsstromes, wenn eine wässerige Lösung aus einem Sorptionsmittelaustrags-Nitrat in den Abgasstrom stromabwärts der Verbrennungszone injiziert wird.

Beispiel III

Um die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte überragende Leistung nachzuweisen, in welchem Nitrate als Sorptionsmittelaustrag eingesetzt werden, wurde ein ähnliches Experiment durchgeführt, in welchem die in bezug auf Beispiel II beschriebene Methodik verwendet wurde. In diesem Falle wurde anstelle der Injektion einer wässerigen Lösung aus Kalzium-Nitrat eine wässerige Lösung aus Kalzium-Formiat in den Verbrennungsstrom injiziert. Die Temperatur der Abgase bei der Injektion betrug 1148,89°C (2100°F) und das Molverhältnis von Kalzium-Formiat zu Schwefel 0,7. Die SO₂-Konzentration in den Abgasen wurde wiederum nach der Injektion gemessen und betrug 1944 ppm, was eine 28%ige Herabsetzung in den SO₂-Emissionen bedeutet im Vergleich zu Beispiel I und eine 40%ige Sorptionsmittelverwertung. Ein Vergleich der Ergebnisse dieses Beispiels mit denen in Beispiel II stellt klar, daß Kalzium-Nitrat ein weit besserer Sorptionsmittelaustrag ist als Kalzium-Formiat.

Beispiel IV

Um die Effektivität einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nachzuweisen, wurden zwei zusätzliche Versuche unter denselben Bedingungen durchgeführt, wie sie in bezug auf Beispiel II erläutert wurden.

Im ersten Versuch wurde ein Promotor in Form von Eisen-Gluconat in einer wässerigen Lösung aus Wasser und Kalzium-Nitrat gelöst, bevor die wässerige Lösung in den Abgasstrom injiziert wurde. Das Molverhältnis von Eisen zu Kalzium in der Lösung betrug 0,05. Das Molverhältnis von Kalzium zu Schwefel wurde bei 0,7 belassen. Nach der Injektion wurde die SO₂-Konzentration (level) im Abgas gemessen und betrug 810 ppm, was einer 70%igen Reduktion des SO₂-Niveaus in bezug auf den Basislinien-Versuch von Beispiel I entspricht. Diese 70%ige Reduktion der SO₂-Emissionen entspricht einer Sorptionsmittelverwertung von 100%.

Der zweite durchgeführte Versuch war identisch mit dem ersten Versuch mit der Ausnahme, daß der Promotor in Wasser gelöst, mit dem Brennstoff gemischt und mit ihm verbrannt wurde. Die Kalzium-Nitrat-Lösung wurde in die Abgase in derselben Weise injiziert, wie dies vorstehend in bezug auf Beispiel II erläutert wird. Wiederum wurde das Niveau der die SO₂-Emissionen gemessen und betrug 810 ppm, was einer 70%igen Reduktion des SO₂-Niveaus und einer 100%igen Sorptionsmittelverwertung entspricht.

Die Ergebnisse dieser Versuche zeigen, daß die Einführung von geringen Mengen eines Eisensalzes in den Ofen während der Injektion einer Nitratlösung in den Abgasstrom die SO₂ Entfernung wesentlich verbessert im Vergleich zu den ohne Promotor erzielten Ergebnissen, wie in Beispiel II. Das Beispiel zeigt ferner, daß ähnliche Ergebnisse erzielt werden können, wenn das Eisensalz zusammen mit der Nitratlösung und dem zu verbrennenden Brennstoff injiziert wird.

Beispiel V

Um die Effektivität des erfindungsgemäßen Verfahrens nachzuweisen, wenn es bei der Verbrennung anderer fossiler Brennstoffe eingesetzt wird, wurde Fettkohle (bituminous coal=Fettkohle - backende Kohle mit 18-36% flüchtigen Bestandteilen -) mit einem Schwefelgehalt von 4,3 Gew.-% unter kontrollierten Bedingungen verbrannt, und das Niveau der SO₂-Konzentration in den Abgasen auf einer Feststoffbilanz (dry basis=Feststoffbilanz der Entwässerung) betrug 3000 ppm.

Um die Effektivität des erfindungsgemäßen Verfahrens nachzuweisen, wurde ein erster Versuch durchgeführt, in welchem eine wässerige Lösung aus Kalzium-Nitrat bei einer Temperatur von 1148,80°C (2100°F) in den Abgasstrom injiziert wurde. Das Molverhältnis von Kalzium-Nitrat zu Schwefel in der verbrannten Kohle betrug 0,7. Nach der Injektion wurde die SO₂-Konzentration in den Abgasen gemessen und betrug weniger als 10 ppm. Das überraschende Ergebnis stellt eine 100%ige Reduktion der SO₂-Konzentration im Vergleich zu Beispiel I dar sowie eine Sorptionsmittelverwertung von 143%.

Die im vorstehend beschriebenen ersten Versuch erzielten überraschenden Ergebnisse hatten zur Folge, daß ein zweiter Versuch unter denselben Bedingungen durchgeführt wurde, nur mit dem Unterschied, daß das Kalzium-Nitrat herabgesetzt wurde, so daß das Molverhältnis von Kalzium zu Schwefel 0,33 - statt 0,7 wie im ersten Versuch - betrug. Die SO₂-Niveaus wurden wieder gemessen und betrugen 120 ppm, was eine 96%ige SO₂-Reduktion mit einer Sorptionsmittelverwertung von 290% bedeutet.

Die Folge dieses weiteren überraschenden Ergebnisses war, daß ein dritter Versuch durchgeführt wurde, bei welchem das Molverhältnis von Kalzium zu Schwefel 0,1 betrug; alle übrigen Bedingungen blieben gleich. Bei der Messung der SO₂-Konzentration in den Abgasen betrug die Konzentration 2370 ppm, was nur eine 21%ige Reduktion der SO₂-Emissionen bedeutet, obgleich die Sorptionsmittelverwertung nach innen 210% betrug.

Die in diesem Beispiel V durchgeführten Versuche beweisen, daß das erfindungsgemäße Verfahren äußerst effektiv ist bezüglich des Entfernens von SO₂ aus den Abgasen, die bei der Verbrennung von Kohle erzeugt werden, und wirksamer, wenn es bei der Verbrennung von Kohle eingesetzt wird als im Falle von aschenarmen flüssigen Brennstoffen. Die Asche der in diesem Beispiel verwendeten Kohle war wie folgt zusammengesetzt:

Prozentsatz der Asche: 9,42%
Zusammensetzung der Asche (als Oxide)

SiO₂\|50,35%
Al₂O₃	17,61%
TiO₂	0,64
Fe₂O₃	18,0
MgO	0,95
Na₂O	0,67
K₂O	1,81
P₂O₅	0,1%
SO₃	3,77%.

Beispiel VI

Um die Effektivität anderer Nitrate im erfindungsgemäßen Verfahren nachzuweisen, wurde ein weiterer, mit Versuch 1 aus Beispiel V identischer Versuch durchgeführt mit der Ausnahme, daß Magnesium-Nitrat in den Ofen injiziert wurde anstelle von Kalzium-Nitrat. Alle Parameter von Versuch 1 dieses Beispiels waren mit den im Versuch 1 von Beispiel V verwendeten Parametern identisch. Die SO₂-Konzentration in den Abgasen wurde wieder gemessen und betrug weniger als 10 ppm, was wiederum eine 100%ige SO₂-Reduktion sowie eine Sorptionsmittelverwertung von 143% bedeutet. Dieses Beispiel weist klar die Effizienz von Nitraten bei der Schwefelentfernung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nach.

Die Erfindung kann auch in anderen Ausführungsformen verkörpert und auf andere Weise durchgeführt werden, ohne daß man vom Erfindungsgedanken oder den wesentlichen kennzeichnenden Merkmalen der Erfindung abwiche. Vorliegende Ausführung soll daher in jeder Hinsicht erläuternder und nicht beschränkender Art sein; der Umfang der Erfindung wird umrissen durch die nachstehenden Ansprüche, und alle Abänderungen, die in Bedeutung und Umfang einer Äquivalenz liegen, werden von ihnen mit erfaßt.

Claims

1. Verfahren zum Entfernen von Austrägen bzw. Ausstößen (effluents) aus Abgasen, die durch Verbrennen eines Kohlenwasserstoff-Brennstoffes erzeugt werden, bei dem der Kohlenwasserstoff-Brennstoff in einer Verbrennungszone bei einer Temperatur T₁ zur Erzeugung Ausstöße enthaltender Abgase verbrannt wird, die Abgase der Verbrennungszone entnommen und auf eine Temperatur T₂ abgekühlt werden, wobei T₂ geringer als T₁ ist, daß ein aus der Nitrat-Gruppe ausgewählter Sorptionsmittelaustrag bzw. ein Austrags-Sorbens (effluent sorbent) bereitgestellt und in die Abgase stromabwärts der Verbrennungszone injiziert wird an einem Punkt, an dem die Temperatur der Abgase T₂ ist, wobei die Ausstöße durch Sorptionsmittel aus den Abgasen absorbiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sorptionsmittelaustrag mit Wasser gemischt sowie eine wässerige Sorptionsmittelaustrags-Mischung vor der Injektion gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung des Sorptionsmittelaustrags zur Herstellung eines Feinsprays mit einer durchschnittlichen Tröpfchengröße von weniger als 100 Mikron, bevorzugt weniger als 50 Mikron, in die Abgase injiziert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Nitratsalze als Sorptionsmittelaustrag.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nitratsalze aus der Kalzium, Magnesium und Mischungen enthaltenden Gruppe ausgewählt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine wässerige Lösung aus einem Sorbens-Promotor hergestellt und die wässerige Lösung mit dem Kohlenwasserstoff-Brennstoff vor der Verbrennung des Brennstoffes gemischt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der wässerigen Sorptionsmittelaustrags-Mischung ein Sorbens-Promotor vor der Injektion gemischt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Promotor aus der Gruppe ausgewählt wird, die Salze von Eisen, Kupfer, Mangan, Bor, Aluminium, Natrium, Kalium, Zink, Nickel und/oder Mischungen davon umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Promotor aus der Gruppe ausgewählt wird, die Salze von Eisen, Kupfer, Mangan, Bor und/oder Mischungen davon umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Promotor aus der Gruppe ausgewählt wird, die Salze von Eisen, Kupfer und/oder Mischungen davon umfaßt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis von Sorptionsmittel zu Ausstoß 0,05 bis 2,0 beträgt, insbesondere 0,1 bis 1,0.

12. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis von Promotor zu Sorptionsmittel 0,005 bis 0,1 enthält, insbesondere höchstens 0,05.

13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß T₂ zwischen 1090°C und 1320°C beträgt, insbesondere 1093,33°C und 1315,56°C.

14. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß T₂ zwischen 1090°C und 1550°C beträgt, insbesondere 1093,33°C und 1537,78°C.

15. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß T₂ zwischen 1090°C und 1550°C beträgt, insbesondere 1093,33°C und 1537,78°C.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoff-Brennstoff durch Herstellung einer Öl-in-Wasser-Emulsion gebildet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 1 oder 16, gekennzeichnet durch Kohle als Kohlenwasserstoff-Brennstoff.