EP0359787A1 - Verfahren und anlage zur entstickung der abgase von feuerungsanlagen - Google Patents

Verfahren und anlage zur entstickung der abgase von feuerungsanlagen

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Publication number
EP0359787A1
EP0359787A1 EP89901850A EP89901850A EP0359787A1 EP 0359787 A1 EP0359787 A1 EP 0359787A1 EP 89901850 A EP89901850 A EP 89901850A EP 89901850 A EP89901850 A EP 89901850A EP 0359787 A1 EP0359787 A1 EP 0359787A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gases
heat
gas
catalytically active
active compounds
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP89901850A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Veser
Hermann Eugen MÜLLER-ODENWALD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kraftanlagen AG
Original Assignee
Kraftanlagen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Kraftanlagen AG filed Critical Kraftanlagen AG
Publication of EP0359787A1 publication Critical patent/EP0359787A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8631—Processes characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides

Definitions

  • the invention is based on a method for denitrification of the exhaust gases from combustion plants downstream of the dedusting or desulfurization with reheating of the exhaust gases and relates to the system intended for carrying out the method.
  • Temperature level preheated and heated before they are fed to a catalyst Temperature level preheated and heated before they are fed to a catalyst.
  • moving carriers of catalytically active surfaces have become known.
  • the cooling of the flue gases in the combustion air preheater and the dedusting and desulfurization upstream high-dust catalysts use the high temperature level to carry out the reduction reaction and therefore do not require reheating.
  • the so-called cold catalysts the smoke gas constituents leading to the deactivation are removed at the same time as the dedusting or desulphurization, for example arsenic in melt furnaces, so that these are the catalysts no longer burden and poison.
  • the dedusted or desulfurized gases are given 3. If a preheating for drying is subsequently passed through a gas heat exchanger in order to transfer heat from the denitrified gases before they enter the chimney to the gases to be denitrified, before these gases are transferred to a steam heater or a combustion chamber for overcoming of the heat exchanger straightness are introduced in order to be heated to the optimum reaction temperature for denitrification before the gases enter the catalyst.
  • the invention has for its object the reduction of nitrogen oxides in exhaust gases with high efficiency and low volume as well as simple measurement and control technology for the addition and distribution of reducing agents depending on the locally and temporally changing nitrogen oxide concentration and flow distribution before and after the main catalyst perform.
  • the method according to the invention based on that according to the introduction of claim 1, is characterized in that, in a cyclical change, the exhaust gases to be denitrified upstream to their final heating to the temperature level of the reduction reaction and the denoxified exhaust gases downstream to reduce nitrogen oxides contained in a further catalyst serving as the main catalyst, are guided in countercurrent to one another via heat-exchanging storage masses, the surfaces of which are provided with catalytically active compounds.
  • the method according to the invention can already be carried out with an apparatus constructed in the manner of a switchover heat exchanger, which includes heat-exchanging storage masses, the surfaces of which are provided with catalytically active compounds.
  • a revolving regenerative heat exchanger be it that it has a revolving storage Mass carrier and stationary gas connections, or be it that it has a stationary storage mass carrier and circumferential gas connections.
  • the gases to be denitrified upstream or the denitrified gases downstream, as they pass through the storage masses, the surfaces of which are provided with catalytically active compounds, are heated or cooled in cross-countercurrent within heat-exchanging storage masses become.
  • this or this is introduced in a mixture with a carrier gas in upstream or downstream for final heating in the gas stream to be denitrified.
  • An upstream connection of the reductant introduction is possible in particular in connection with the final heating in a steam heater, while in the case of final heating in a combustion chamber, the reducing agent is introduced downstream.
  • the adsorption of the reducing agent residues on the surfaces of heat-exchanging masses provided with catalytically active compounds allows denitrified exhaust gases emerging from the main catalyst to not be contain set reducing agent. Furthermore, a precise setting of the required amount of reducing agent is advantageously to be carried out by introducing a further partial flow of the same in series connection to the main catalytic converter, after what has not subsequently been used up
  • Reducing agents on the heat-exchanging storage masses, the surfaces of which are provided with catalytically active compounds, are bound in addition to the post-reaction that occurs at the same time by adsorption and transferred to the side of the gases to be denitrified.
  • this addition of reducing agent only takes place to the extent that at the end of the heat-exchanging storage masses, the surface of which is provided with catalytically active compounds, the introduced reducing agent is completely reacted or adsorbed on these surfaces.
  • the method is particularly advantageously carried out by a gas heat exchanger designed as a circulating regenerative heat exchanger with a layer of heat-exchanging storage masses arranged on the hot gas side, the surfaces of which are provided with catalytically active compounds, and the heater and main catalyst on the side of the gases to be denitrified follow and is connected to the main catalytic converter on the side of the denitrified gases on the hot gas side.
  • the main catalytic converter can be designed as a static catalytic converter or in the manner of a Lungstr ⁇ air preheater with supports for filling quantities having catalytically active compounds that move relative to the gas connections.
  • strands of reducing agent which emerge from the main catalyst are uniformized and subsequently deposited evenly distributed by adsorption on the heat-exchanging storage masses, the surfaces of which are provided with catalytically active compounds, and are deposited in this manner on the side of the denitrifying gases available.
  • the desacti- Crossing the haptic catalyst which ultimately leads to an increasing slippage of reducing agent, can be extended by this adsorption of the reducing agent residues and the cyclical change of the action by the denitrified and the denitrified gases and their countercurrent flow, since the heat-exchanging storage masses, the surfaces of which act as catalysts Connections are provided, in this case only have to meet low reduction rates.
  • the solution allows the main catalytic converter to be designed with a reduced catalytically active surface, ie with a smaller construction volume, or to further reduce the emission.
  • complex measures in particular with regard to the flow rectification and the measurement and control technology for a precisely measured supply of the reducing agent quantities with their ongoing determination, can be dispensed with.
  • the denitrification of exhaust gases using residues of unused reducing agents carried in the exhaust gases after the main catalyst is to be carried out in such a way that downstream system parts are not impaired by by-products of the selective, catalytic reduction and also at the end of longer travel times Main catalyst no impermissibly high slip of reducing agents leaves the plant.
  • Sorbable coatings on the heat-exchanging storage mass of the gas heat exchanger can increase this effect of the absorption of the reducing agent slip and / or the nitrogen oxides as a result of the cyclical alternation between adsorption and desorption between the denitrified and the denitrified gas stream.
  • the exhaust gases to be denitrified from a desulfurization 1 are first passed through an exhaust pipe 20 for predrying through a dryer 3. From the dryer 3, the exhaust gases are subsequently introduced via line 22 into a gas heat exchanger 5.
  • the circulating carrier of this gas heat exchanger has heat-exchanging storage masses 5a on the so-called cold side, for example in the form of conventional heating plate packs.
  • a layer of heat-exchanging storage masses, the surfaces of which are provided with catalytically active compounds 5b is arranged in this carrier. After leaving this position of the hot end of the gas heat exchanger, the gases are fed via a line 24 to a heater 7 in order to bring the temperature of the gases up
  • the heater is heated by external heat.
  • the gases to be denitrified are passed on the line path 26 via a branch line 28
  • Reducing agent is supplied before the nitrogen oxides contained in the gases are largely removed in the downstream catalytic converter 9 as it passes through its catalytically active filling compound.
  • the denitrified gases then enter via the line 30 into the position of heat exchanging the storage masses, the surfaces of which are provided with catalytically active compounds, on the hot side of the gas heat exchanger and through this position. After subsequent guidance through the cold-end heat-exchanging storage mass 5a, the exhaust gases are on the
  • Gases to be denitrified emerge from a wet desulfurization plant 1 at approx. 45-50 ° C.
  • the gases which are moist due to the wet desulfurization are heated to approximately 70-90 ° C. and fed via the connecting line 22 to the gas / gas heat exchanger 5 with a nitrogen oxide content of 100 ovpm.
  • a first catalytic reduction of approximately 1% takes place.
  • the . side to be cooled from the largely denitrified gases absorbed reducing agents, preferably ammonia. The gases occur at a temperature of approx.
  • the ammonia slip is already converted in the area of the inlet side by the heat-exchanging storage masses 5b, the surfaces of which are provided with catalytically active compounds, so that the nitrogen oxides are further reduced to approx. 50vpm or ammonia is absorbed and transferred to the side of the gases to be denitrified. After further cooling within the heat storage mass 5a on the cold side of the regenerative heat exchanger, the denitrified exhaust gases are released from

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Description

Verfahren und Anlage zur Entstickung der Abgase von
-Feuerungsanlagen
Der Erfindung liegt ein Verfahren zur Entstickung der Abgase von Feuerungsanlagen in Nachschaltung zur Entstau- buhg oder Entschwefelung unter iederaufheizung der Abgase zugrunde und betrifft die zur Durchführung des Verfahrens bestimmte Anlage.
Es sind Verfahren zur Entstickung der Abgase von Feuerungs¬ anlagen in Nachschaltung zur Entstaubung oder Ent¬ schwefelung unter Wiederaufheizung der zu entstickenden Abgase durch Wärmeübertragung von den entstickten Abgasen in einem umlaufenden Regenerativ-Wärmetauscher, einem soge¬ nannten Gaswär etauscher, bekannt, bei denen nach abge¬ schlossener Wiederaufheizung auf das Temperaturniveau der Reduktionsreaktion ein Reduktionsmittel in den zu ent- stickenden Gasstrom eingeleitet und dieser nachfolgend über katalytisch wirksame Oberflächen eines Katalysators geführt wird.
Bei diesen Verfahren werden die Abgase zunächst unter Ein- satz von Fremdwärme auf das für die Reduktion optimale
Temperaturniveau vorgewärmt und erhitzt, bevor sie einem Katalysator zugeführt werden. Es sind statisch angeordnete und relativ zu den Gasanschlüssen, vor allem der Abgase der Verbrennungsluft, bewegte Träger katalytisch wirkender Oberflächen gleichermaßen bekannt geworden. Der Abkühlung der Rauchgase im Verbrennungsluftvorwärmer, sowie der Ent¬ staubung und Entschwefelung vorgeschaltete high-dust-Kata- lysatoren nutzen das hohe Temperaturniveau für die Durch¬ führung der Reduktionsreaktion, bedürfen also nicht einer Wiederaufwärmung. Demgegenüber werden bei den der Entstau¬ bung und insbesondere bei den der Entschwefelung nachge¬ schalteten Katalysatoren, den sogenannten Kaltendkataly¬ satoren, zur Desaktivierung führende Rauchgasbestandteile mit der Entstaubung oder der Entschwefelung zugleich ent- fernt, beispielsweise Arsen bei Schmelzfeuerungen, so daß diese die Katalysatoren nicht mehr belasten und vergiften. Die entstaubten oder entschwefelten Gase werden gegebenen- 3. falls unter Einschalten einer Vorwärmung zur Trockung nach¬ folgend durch einen Gaswärmetauscher geführt, um Wärme von den entstickten Gasen vor ihrem Eintritt in den Kamin auf die der Entstickung zuzuführenden Gase zu übertragen, bevor diese Gase in einen Dampferhitzer oder in eine Brennkammer zur Überwindung der Wärmetauschergrädigkeit eingeleitet werden, um auf optimale Reaktionstemperatur für die Ent¬ stickung erhitzt zu werden, bevor die Gase in den Kataly¬ sator eintreten.
Allen diesen Anlagen gemeinsam ist das Problem, daß die Redktionsmittelzugabe sehr sorgfältig verteilt entsprechend den örtlich unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten und dem gleichfalls örtlich unterschiedlichen Stickoxid- gehalt im Rauchgasstrom zu erfolgen hat. Hierfür werden sehr aufwendige Strδmungsgleichrichter sowie umfangreiche Meß- und Regelungseinrichtungen eingesetzt. Die Anforde¬ rungen einer genau dosierten Zugabe des R eduktionsmittels steigen mit der Erhöhung der geforderten Reduktionsrate, da mit der Erhöhung der Reduktionsmenge zugleich die Gefahr eines Obertritts unverbrauchter Reduktionsmittel in nachge¬ schaltete Anlagenteile steigt und damit auch die Möglich¬ keit unerwünschter Reaktionen mit anderen Rauchgasbestand¬ teilen. Katalysatoren werden nach längerer Zeit der Beauf- schlagung durch Katalysatorgifte desaktiviert und sind beispielsweise nach 5 Jahren auszutauschen. Die Lebensdauer des Katalysators wird hierbei durch den Schlupf des Reduktionsmittels begrenzt, der nachgeschaltete Anlagen¬ teile belastet und zur Emissionserhöhung führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reduktion von Stickoxiden in Abgasen mit hohem Wirkungsgrad und geringem Bauvolumen sowie einfacher Meß- und Regelungstechnik für die Reduktionsmittelzugabe und -Verteilung in Abhängigkeit der örtlich und zeitlich sich ändernden Stickoxidkonzen¬ tration und Strδmungsverteilung vor und nach Hauptkataly¬ sator durchzuführen. Zur Lösung diesr Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfah¬ ren, ausgehend von demjenigen gemäß der Einleitung des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, daß in einem zyklischen Wechsel die zu entstickenden Abgase in Vorschaltung zu ihrer Enderhitzung auf das Temperaturniveau der Reduktions¬ reaktion und die entstickten Abgase in Nachschaltung zur Reduktion enthaltener Stickoxide in einem weiteren als Hauptkatalysator dienenden Katalysator, im Gegenstrom zueinander über wärmetauschende Speichermassen geführt werden, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbin¬ dungen versehen sind.
Durch diese Beaufschlagung wärmetauschender Speichermassen, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, von denen zu entstickenden und den entstick¬ ten Gasen im Gegenstrom zueinander, werden in den ent¬ stickten Gasen noch enthaltene Mengen an Reduktionsmittel vorwiegend eintrittsseitig an den wärmetauschenden Speichermassen, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, gebunden und reagieren zugleich mit Restanteilen an Stickoxiden in dem Abgasstrom. An den wärmetauschenden Speichermassen, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, gebundene Reduktionsmittel werden der Seite der zu entstickenden Gase zugeleitet. Dort stehen diese geringen Mengen an Reduk¬ tionsmitteln Gase mit dem Gesamtanteil an Stickoxiden ' gegenüber, so daß dieser Anteil des Reduktionsmittels vollständig umgesetzt wird.
Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren bereits mit einem nach Art eines Umschaltwärmetauschers aufgebauten Apparat, der wärmetauschende Speichermassen, deren Ober¬ flächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, einschließt, durchzuführen. Vorteilhafter ist jedoch die Verwendung eines umlaufenden Regenerativ-Wärme- tauschers, sei es, daß dieser einen umlaufenden Speicher- massenträger und ruhende Gasanschlüsse, oder sei es, daß dieser einen ruhenden Speichermassenträger und umlaufende Gasanschlüsse aufweist. In diesem Fall erfolgen Restreduk¬ tion in den weitgehend entstickten Gasen in ihrer Strömungsrichtung und Adsorption von Resten an nicht ver¬ brauchten Reduktionsmitteln an den wärmetauschenden Speichermassen, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, mit abnehmender Temperatur der entstickten Gase, während auf der Seite der zu entsticken- den Gase und in ihrer Strδmungsrichtung an diesen wärmetau¬ schenden Speichermassen, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, adsorbierte Mengen von Reduktionsmitteln mit steigender Temperatur dieser Oberflächen dem hohen Gehalt an Stickoxiden der zu ent- stickenden Gase in Reaktion treten. In diesem Zuammenhang vorteilhaft ist es, wenn die zu entstickenden Gase in Vor¬ schaltung bzw. die entstickten Gase in Nachschaltung zu ihrem Durchtritt durch die Speichermassen, deren Ober¬ flächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, im Kreuzgegenstrom innerhalb wärmetauschender Speichermassen erwärmt bzw. abgekühlt werden.
Des weiteren vorteilhaft für eine möglichst gleichmäßig verteilte Anreicherung des zu entstickenden Gasstroms mit Reduktionsmitteln wird dieses oder dieses in Mischung .mit einem Trägergas in Vor- oder Nachschaltung zur Enderhitzung in den zu entstickenden Gasstrom eingeleitet. Eine Vor¬ schaltung der Reduktionsmitteleinleitung kommt insbesondere im Zusammenhang mit der Enderhitzung in einem Dampferhitzer in Frage, während bei einer Enderhitzung in einer Brenn¬ kammer die Reduktionsmitteleinleitung dieser nachgeschaltet erfolgt.
Die Adsorption der Reduktionsmittelreste an den mit kata- lytisch wirkenden Verbindungen versehenen Oberflächen wärmetauschender Speichermassen läßt es zu, daß aus dem Hauptkatalystor austretende, entstickte Abgase nicht umge- setztes Reduktionsmittel enthalten. Des weiteren ist auch eine genaue Einstellung der erforderlichen Reduktions¬ mittelmenge vorteilhaft über die Einleitung eines weiteren Teilstroms desselben in Nachschaltung zum Hauptkatalysator durchzuführen, nachdem nachfolgend nicht verbrauchtes
Reduktionsmittel an den wärmetauschenden Speichermassen, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, neben der zugleich ablaufenden Nachreaktion durch Adsorption gebunden und auf die Seite der zu ent- stickenden Gase übertragen wird. Diese Zugabe an Reduk¬ tionsmittel erfolgt jedoch nur in dem Maße, wie am Ende der wärmetauschenden Speichermassen, deren Oberfläche mit kata¬ lytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, das eingelei¬ tete Reduktionsmittel vollständig umgesetzt bzw. an diesen Oberflächen adsorbiert ist.
Besonders vorteilhaft ist das Verfahren durch ein als umlaufenden Regenerativ-Wärmetauscher ausgebildeten Gas¬ wärmetauscher mit einer heißgasseitig angeordneten Lage wärmetauschender Speichermassen, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, durch¬ zuführen, dem auf der Seite der zu entstickenden Gase in Reihe Erhitzer und Hauptkatalysator folgen und der auf der Seite der entstickten Gase heißgasseitig mit dem Hauptkata- lysator verbunden ist. Der Hauptkatalysator kann hierbei als statischer Katalysator ausgebildet sein oder nach Art eines LJungstrδ -Luftvorwärmers mit relativ zu den Gas¬ anschlüssen bewegte Träger für katalytisch wirkende Verbin¬ dungen aufweisende Füllmengen.
Durch die erfindungsgemäße Lösung werden Reduktionsmittel¬ strähnen, die aus dem Hauptkatalysator austreten, ver¬ gleichmäßigt und nachfolgend an den wärmetauschenden Speichermassen, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, durch Adsorption gleichmäßig verteilt angelagert und in dieser Art der Anlagerung auf der Seite der zu entstickenden Gase verfügbar. Die Desakti- vierung des Haptkatalysators, was letztlich zu einem steigenden Reduktionsmittelschlupf führt, kann durch diese Adsorption der Reduktionsmittelreste und den zyklischen Wechsel der Beaufschlagung durch die entstickten und die zu entstickenden Gase und ihre Gegenstromführung verlängert werden, da die wärmetauschenden Speichermassen, deren Ober¬ flächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, in diesem Fall nur geringen Reduktionsraten zu genügen haben- Die Lösung erlaubt, den Hauptkatalysator mit einer verminderten katalytisch wirksamen Oberfläche, also mit kleinerem Bauvolumen, auszulegen bzw. die Emission weiter herabzusetzen. Zugleich kann auf aufwendige Ma߬ nahmen, insbesondere bezüglich der Strδmungsgleichrichtung und der Meß- und Regeltechnik für eine genau bemessene Zuführung der Reduktionsmittelmengen mit ihrer laufenden Ermittlung verzichtet werden.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist die Entstickung von Abgasen unter Nutzung von in den Abgasen nach dem Haupt- katalysator mitgeführten Resten von ungenutzten Reduktions¬ mitteln so durchzuführen, daß nachgeschaltete Anlagenteile durch Nebenprodukte der selektiven, katalytischen Reduktion nicht beeinträchtigt werden und auch am Ende längerer Reisezeiten des Hauptkatalysators kein unzulässig hoher Schlupf von Reduktionsmitteln die Anlage verläßt.
Sorptionsfähige Beschichtungen auf der wärmetauschenden Speichermasse des Gaswärmetauschers können diese Wirkung der Aufnahme des Schlupfes an Reduktionsmittel und/oder der Stickoxide infolge des zyklischen Wechsels Adsorption/Desorption zwischen dem entstickten und dem zu entstickenden Gasstrom steigern.
Zur Erläuterung der Erfindungsgedanken ist in der Zeichnung eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens schematisch dargestellt. • Gemäß der Darstellung werden die zu entstickenden Abgase aus einer Entschwefelung 1 zunächst über eine Abgasleitung 20 zur Vortrocknung durch einen Trockner 3 geführt. Aus dem Trockner 3 werden die Abgase nachfolgend über die Leitung 22 in einen Gaswärmetauscher 5 eingeleitet. Der umlaufende Träger dieses Gaswärmetauschers weist auf der sogenannten kalten Seite wärmetauschende Speichermassen 5a, zum Beispiel in Form üblicher Heizblechpakete auf. Auf der dem Eintritt der zu entstickenden Gase gegenüberliegenden heißen Seite ist in diesem Träger eine Lage wärmetauschen¬ der Speichermassen, deren Oberflächen mit katalytiscsh wirkenden Verbindungen versehen sind 5b, angeordnet. Nach Verlassen dieser Lage des heißen Endes des Gaswärme- tausche s werden die Gase über eine Leitung 24 einem Erhitzer 7 zugeführt, um die Temperatur der Gase auf ein
Optimum der Reduktionsreaktion anzuheben. Der Erhitzer wird durch Fremdwärme beheizt.
In Nachschaltung zum Erhitzer wird den zu entstickenden Gasen auf dem Leitungsweg 26 über eine Zweigleitung 28
Reduktionsmittel zugeführt, bevor die in den Gasen enthal¬ tenen Stickoxide in dem nachgeschalteten Katalysator 9 beim Durchtritt durch dessen katalytisch wirkende Füllmasse weitgehend entfernt werden. Die entstickten Gase treten anschließend über die Leitung 30 in die Lage wärmetauschen— der Speichermassen, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, auf der heißen Seite des Gaswärmetauschers wieder ein und durch diese Lage hin¬ durch. Nach anschließender Führung durch die kaltendseitige wärmetauschende Speichermasse 5a sind die Abgase auf die
Eintrittstemperatur des Abgaskamins durch Wärmeübertragung auf den der Entstickung zuzuführenden Gasstrom herabgekühlt und werden über die Leitung 32 dem nicht dargestellten Abgaskamin zugeführt. Beispiel :
Zu entstickende Gase treten mit ca. 45 - 50° C aus einer Naßentschwefelungsanlage 1 aus. Im nachgeschalteten Wärme¬ tauscher 3 werden die durch die Naßentschwefelung feuchten Gase auf ca. 70 - 90°C aufgewärmt und über die Verbindungs¬ leitung 22 dem Gas/Gas-Wärmetauscher 5 mit einem Stickoxid¬ gehalt von lOOOvpm zugeführt. Nah ihrer Vorwärmung in der Wärmespeichermasse 5a erfolgt bei der Beaufschlagung der auf der heißen Seite des Gas/Gas-Wärmetauschers integrier- ten wärmetauschenden Speichermasse 5b, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, eine erste katalytische Reduktion von ca. 1%. Hierbei wird das von der. abzukühlenden Seite aus den weitgehend entstickten Gasen absorbierte Reduktionsmittel, vorzugsweise Ammoniak, verbraucht. Die Gase treten mit einer Temperatur von ca.
300 - 320°C und einem Stickoxidgehalt von ca. 990vpm in den Verbindungskanal 24 zum Erhitzer 7 ein. Die Gase werden nachfolgend im Erhitzer 7, beispielsweise durch Dampf, auf 330 bis 350° C aufgeheizt. Entsprechend der geforderten Stickoxidreduktion werden ca. 950vpm Ammoniak als Reduk¬ tionsmittel über die Zweigleitung 28 dem Abgas vor dem statischen Katalysator 9 zugeführt. Die Abgase verlassen mit 330 bis 350°C und ca. 60vpm Stickoxid, entsprechend etwa einer 94%igen Reduktion, den Katalysator und enthalten noch ca. 20vpm unreagiertes Reduktionsmittel, das zusammen mit den Gasen über den Kanal 30 zum Regenerativ-Wärme- tauscher 5 zurückgeführt wird. Der Ammoniakschlupf wird von den wärmetauschenden Speichermassen 5b, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, bereits im Bereich der Ξintrittsseite umgesetzt, so daß die Stickoxide weiter auf ca. 50vpm reduziert bzw. Ammoniak absorbiert und auf die Seite der zu entstickenden Gase überführt wird. Nach der weiteren Abkühlung innerhalb der Wärmespeichermasse 5a auf der kalten Seite des Regenerativ- Wärmetauschers treten die entstickten Abgase frei von
Reduktionsmmitteln mit ca. 100 - 120°C in den Kanal 32 ein und werden zum Kamin abgeleitet.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Entstickung der Abgase von Feueruπgs- anlagen in Nachschaltun'g zur Entstaubung oder Entschwe¬ felung unter Wiederaufheizung der zu entstickeπdeπ Abgas durch Wärmeübertragung von den entstickteπ Abgasen in einem Regeπerativ-Wärmetauscher, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et, daß in einem zyklischen Wechsel die zu entstickendeπ Abgase in Vorschaltung zu ihrer Enderhitzung auf das Temperaturπiveau der Reduktionsreaktion und die eπtstickten Abgase in Nachschaltuπg zur Reduktion enthaltener Stickoxide in einem weiteren als Haupt¬ katalysator dienenden Katalysator, im Gegenstrom zueinander über wärmetauschende Speichermassen geführt werden, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu eπtstickeπden und die entstickteπ Gase im Kreuzgegeπstrom über die wärmetauschenden Speichermasseπ, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, geführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu eπtstickendeπ Gase in Vor- bzw. die eπtstickten Gase in Nachschaltung zu ihrem Durchtritt durch die Speichermassen, deren Oberflächen mit katalytis wirkenden Verbindungen versehen sind, im Kreuzgegenstrom innerhalb wärmetauschender Speichermasseπ erwärmt bzw. abgekühlt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß Reduktionsmittel oder diese in Mischung mit einem Trägergas in Vor- oder Nachschaltung zur Enderhitzung in den zu entstickenden Abgasstrom einge- leitet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Reduktionsmittel in einer Menge zugeführt wird, daß aus dem Hauptkatalysator austretende entstickte Abgase nicht umgesetztes Reduktionsmittel enthalten.
S. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß weiteres Reduktionsmittel in Nachschaltung zum Ha'uptkatalysator in den Abgasstrom eingeleitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zu eπtstickeπden Abgase in Reihe über im zyklischen Wechsel zu beaufschlagende wärmetauscheπ Speicher assεn und nachfolgend über wärmetauschende Speichermassen, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, geführt, dabei auf¬ geheizt werden und die an diesen Oberflächen adsorbierten Reduktionsmittel verbrauchen, danach auf das Temperatur¬ niveau für die Reduktion im Hauptkatalysator unter Zufuhr von Fremdwärme erhitzt, vorgeschaltet oder nachfolgend Reduktionsmittel zugeführt wird, dann die Gase über die Oberflächen des Hauptkatalysators derart geleitet werden, daß nicht umgesetztes Reduktionsmittel und/oder weiteres zugeführtes Reduktionsmittel in den im zyklischen Wechsel zu beaufschlagenden wärmetauschenden Speicher¬ massen, deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, im Gegeπstrom zu der Beauf¬ schlagung durch die zu entstickendeπ Abgase adsorbiert bzw. umgesetzt wird bzw. werden und die Gase unter Beaufschlagung der allein wärmetauschenden Speichermasse auf Schornsteiπ-Eiπtrittstemperatur abgekühlt werden.
8. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen als umlaufenden Regenerativ¬ wärmetauscher ausgebildeten Gaswärmetauscher (5) mit wärmetauscheπden Speichermassen (5a) und heißgasseit wärmetauscheπden Speichermassen (5b) , deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, durch einen diesem Gaswärmetauscher über eine Rohgas¬ leitung (24) in Richtung des zu entstickeπden Gasstroms in Reihe nachgeschalteten Gaserhitzer (7) und einen Hauptkatalysator (9), und durch eine Reingasleituπg (30) die den Austritt der eπtstickten Gase aus dem Hauptkatalysator (9) an den Eintritt der heißen Seite de Gaswärmetauschers (5) gegenüberliegend zum Austritt der zu eπtstickenden Gase aus den wärmetauschenden Speichermassen (5b) , deren Oberflächen mit katalytisch wirkenden Verbindungen versehen sind, anschließt.
9. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkatalysator (9) als statischer Katalysator ausgebildet ist.
10. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkatalysator (9) relativ zu den Gasanschlüss bewegte Träger katalytisch wirkender Verbindungen aufwei
EP89901850A 1988-02-24 1989-01-18 Verfahren und anlage zur entstickung der abgase von feuerungsanlagen Withdrawn EP0359787A1 (de)

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