EP3185994A1 - Reinigungsvorrichtung, verwendung einer reinigungsvorrichtung und verfahren zum reinigen eines abgasstroms - Google Patents

Reinigungsvorrichtung, verwendung einer reinigungsvorrichtung und verfahren zum reinigen eines abgasstroms

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Publication number
EP3185994A1
EP3185994A1 EP15756380.0A EP15756380A EP3185994A1 EP 3185994 A1 EP3185994 A1 EP 3185994A1 EP 15756380 A EP15756380 A EP 15756380A EP 3185994 A1 EP3185994 A1 EP 3185994A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
exhaust gas
cleaning device
separation
gas stream
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15756380.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erhard Rieder
Martin Schröter
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.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102014112419.7A external-priority patent/DE102014112419A1/de
Priority claimed from DE102015208029.3A external-priority patent/DE102015208029A1/de
Application filed by Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
Publication of EP3185994A1 publication Critical patent/EP3185994A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • B01D53/343—Heat recovery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/65—Employing advanced heat integration, e.g. Pinch technology

Definitions

  • Cleaning device use of a cleaning device and method for cleaning an exhaust gas stream
  • the present invention relates to a cleaning device by means of which an exhaust gas stream cleaned and a in the exhaust stream and / or in the
  • Cleaning device contained latent heat of vaporization can be harnessed.
  • the invention has for its object to provide a cleaning device, which is simple in construction, enables efficient exhaust gas purification, makes available the latent heat of vaporization contained in it and provides the resulting condensate for further use.
  • a cleaning device for purifying an exhaust stream wherein the cleaning device is a separation device for separating particles from the exhaust stream, for removing acidic components from the exhaust stream and / or for the catalytic conversion of at least one pollutant, in particular a noxious gas from the Exhaust gas flow and / or a
  • Heat of evaporation and / or a condensate of the water vapor from the exhaust stream comprises.
  • process engineering process stages are connected in series with specific function to separate different emissions components to convert and / or render harmless.
  • process steps may include, for example, filtration, adsorption, absorption, scrubbing, thermal or catalytic oxidation, and / or non-catalytic or catalytic reduction.
  • process temperature may be provided for different process stages.
  • particles in this specification and the appended claims are solid, liquid and / or gaseous impurities in the
  • Solid and / or liquid impurities are preferably deposited by means of the deposition device, in particular filtered and / or condensed.
  • Gaseous impurities which are preferably deposited by means of the deposition device, in particular filtered and / or condensed.
  • a noxious gas of the exhaust stream are preferably catalytically reacted by means of the deposition, that is chemically converted, preferably in less harmful substances.
  • pollutants are substances or mixtures of substances which can be harmful to humans, animals, plants or other organisms as well as entire ecosystems. Damage can result from ingestion of the pollutants by the organisms or entry into an ecosystem or its biomass.
  • a substance is considered to be harmful by its action on an ecosystem, for example, from microbes to plants, animals and humans.
  • a pollutant is especially a harmful substance in the true sense of the word, if its amount and / or concentration is above the statutory limits.
  • the cleaning device comprises a supply device for supplying an additive to the exhaust stream to be cleaned.
  • a feeding device is in particular in particular an adding device or introduction device, by means of which one or more additives can be supplied to the exhaust gas flow.
  • one or more additives can be introduced, injected and / or injected into the exhaust gas stream.
  • the supply device comprises a nozzle grid or another injection device by means of which one or more additives can be supplied to the exhaust gas flow over a large area and / or at points.
  • a supply device comprises, for example, a plurality of nozzles arranged in the form of a matrix, which are arranged distributed uniformly, in particular, in a plane extending perpendicular to a flow direction of the exhaust gas flow.
  • the supply device comprises one or more inflow devices, by means of which one or more additives transversely, in particular perpendicular, to a
  • Flow direction of the exhaust stream can be introduced into the exhaust stream.
  • the delivery device preferably further comprises a mixing device or preferably further forms a mixing device.
  • the mixing device are preferably one or more additives and / or the exhaust gas of the exhaust stream mixed together.
  • the mixing device may comprise, for example, a mixing chamber in which one or more additives and / or the exhaust gas of the exhaust gas stream are mixable with each other or mixed together.
  • one or more swirling devices and / or mixing elements can be provided in the mixing chamber for this purpose.
  • One or more mixing elements are designed, for example, as a mixing wheel or cell wheel.
  • mixing elements formed as baffle plates, swirl generators and / or turbulence generators may be provided.
  • an ammonia-containing and / or lime-containing and / or another additive suitable as a reducing agent can be fed to the exhaust gas stream.
  • an ammonia-air mixture or aqueous ammonia can be fed to the exhaust gas stream by means of the feed device, in particular for selective catalytic denitrification (SCR DeNOx).
  • SCR DeNOx selective catalytic denitrification
  • a nitrogen oxide measurement is carried out by means of a measuring device at an outlet of the cleaning device.
  • a measuring device at an outlet of the cleaning device.
  • a lime-containing additive is, for example, an aqueous lime solution.
  • Kalkinjetation be provided for dry desulfurization.
  • Exhaust gas flow is measured.
  • an amount of the added additive may preferably be controlled and / or regulated.
  • the additive is in particular a sorbent.
  • An additive is in particular a pure substance or a mixture, a
  • Dispersion an emulsion and / or a solution of several additives, wherein the components of the mixtures, dispersions, emulsions and / or solutions may be solid, liquid and / or gaseous.
  • Additive at least one provided in the cleaning device and / or acting on the exhaust stream deposition, cleaning and / or conversion process favors, supports and / or is necessary for this.
  • a control device For controlling and / or regulating the amount of added additive, a control device is preferably provided.
  • the control device is preferably set up and designed such that the amount of added additive can be controlled and / or regulated by the control device as a function of a measured pollutant amount and / or concentration, in particular nitrogen oxide amount and / or sulfur oxide amount, in particular a comparison of upstream and downstream of the cleaning device detected actual values with predetermined target values.
  • a measured pollutant amount and / or concentration in particular nitrogen oxide amount and / or sulfur oxide amount, in particular a comparison of upstream and downstream of the cleaning device detected actual values with predetermined target values.
  • Sour gas component concentrations (SO x , HCl, %) were determined and compared.
  • the separation device By means of the separation device, it is possible for a solids content to be separated from the exhaust gas stream.
  • the separation device can be, for example, a catalyst separation device, in particular a catalyst separation device for the conversion of nitrogen oxides and
  • the separation device preferably comprises one or more separation elements.
  • One or more separation elements are preferably designed as filter elements.
  • a filter element is in particular a surface filter or a depth filter.
  • deposition preferably takes place by an addition of particles to be separated on a filter cake, which forms on the filter.
  • the actual deposition effect preferably results from the incorporation of the particles to be separated into the filter element.
  • one or more separating elements are preferably provided, which are designed as electrostatic precipitators, cyclone separators, wet scrubbers and / or water separators.
  • One or more separation elements of the separation device are preferably designed as filter cartridges.
  • a separating element in particular a filter element, preferably a filter candle, is preferably a hollow cylinder-shaped, in particular hollow-cylindrical, element.
  • Star surfaces have the advantage of providing larger shell surfaces on the separation element.
  • a separation element is preferably formed closed on one side.
  • it may be provided that one end of a hollow cylindrical, in particular hollow cylindrical, element is closed, while the other end is open.
  • a separating element can preferably be flowed through in the radial direction with respect to a longitudinal axis and / or axis of symmetry from outside to inside with an exhaust gas stream to be cleaned.
  • a closed end of a separation element preferably projects into a raw gas space of a separation chamber of the separation device.
  • An open end of a separation element preferably faces a clean gas space of a separation chamber of the separation device.
  • An interior of a separation element, in particular a hollow cylindrical, for example hollow cylindrical, element, is preferably open to a clean gas space of the deposition chamber.
  • the separation device comprises one or more separation elements which have a basic body.
  • the main body is preferably provided with one or more coatings.
  • the base body is provided with one or more fillings.
  • the main body is preferably a dimensionally stable component, which predetermines a basic shape of a separating element.
  • the main body preferably forms a support structure or a carrier for further constituents of the precipitation element, in particular for one or more coatings and / or one or more fillings.
  • the base body is at least partially gas-permeable.
  • openings may be provided in the base body, which arise in particular due to the macroscopic shape of the base body.
  • the base body can be at least partially permeable to gas due to the material, for example, such a material-related gas permeability can result in an open-pore or open-cell material.
  • a coating in this description and the appended claims is to be understood in particular as meaning that an inner and / or outer surface of the base body is provided with an additional material (coating material).
  • a gas permeability of the body is preferably not limited thereto.
  • a gas-permeable, for example open-pore or open-cell, structure of the main body can preferably be retained.
  • a filling is in particular a partial or complete filling a cavity of the body to understand.
  • a gas permeability of the base body is prevented, unless the filler itself is gas-permeable.
  • a coating can form a protective layer.
  • a coating may comprise polytetrafluoroethylene (PTFE), polypropylene (PP), polyethylene (PE) and / or polyamide (PA) or may consist of one or more of the materials mentioned.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PA polyamide
  • Coating the body is provided with a protective layer formed as a coating and / or one or more fillings.
  • the main body comprises a plastic material, a ceramic material, a vitreous material and / or a metal material or is formed from a plastic material, a ceramic material, a vitreous material and / or a metal material.
  • an organic glassy material may be provided, in particular plastic, which has an amorphous structure.
  • an inorganic glassy material may be provided, in particular silicate glass, quartz glass, etc.
  • a vitreous material is, for example, a glass fiber-like material, in particular a glass fiber material.
  • a ceramic material is or includes, for example, cordierite and / or mullite.
  • the base body is formed from a hardened and / or stiffened metal foam.
  • the base body comprises in particular an open-pore or open-cell metal foam.
  • a metal material in particular a material of an open-pore or open-cell metal foam, may be, for example, a corrosion-resistant steel, in particular a FeCrAl alloy.
  • the base body comprises an aluminum foam material or is formed from an aluminum foam material.
  • the base body comprises a sintered metal or is formed as a sintered metal component.
  • the main body has a hollow spherical structure and / or is formed from a material having a hollow spherical structure.
  • the main body comprises a metal grid, which is formed for example of iron or palladium. Grid cells of the metal grid are then, for example, with a filling, in particular a gas-permeable catalytically active
  • the precipitation element may be provided by further developing a metal grid by filling the grid cells to form a substantially closed layer.
  • a separating element formed as a filter candle can then preferably be formed. Only one of the two initially open ends of the separation element is then preferably still closed. This separating element can then finally be provided with a further coating, for example a protective layer.
  • a coating in particular maybe a Schutzsch, for example, a perforated and / or otherwise GASD urchine foil, a net, a physika ⁇ l ic and / or chemical coating, and / or a vapor deposition on the Gru nd body or a further coating of a separating element may be ,
  • the base body is provided with one or more gas-permeable and / or catalytically active coatings.
  • the main body is provided with one or more gas-permeable and / or catalytically active Fül lungs.
  • catalytic activity is to be understood in this specification and the appended claims in particular that pollutants, in particular noxious gases, the exhaust gas flow through contact with the catalytically active coating and / or the catalytically active filling can be converted more efficiently chemically, in particular d Reduction of an activation energy and / or by shifting an equilibrium point of an equilibrium reaction.
  • a catalytically active coating and / or a catalytically active filling may, for example, comprise one or more of the following materials or consist of one or more of the following materials: copper, nickel, nickel oxide, palladium, platinum, rhodium, gold and / or other catalytically active elements and / or compounds. Furthermore, a
  • Metal mixed oxides such as Lao, 9Ago, i M n0 3 , be provided.
  • a catalytically active (catalytically active) material is chemically and / or physically contained in a coating, ie the filling and / or the body forming material and / or connected to this and / or bound thereto.
  • a coating and / or a filling of a separating element is preferably chemically and / or physically connected to the base body.
  • Separating device comprises one or more deposition elements, which have a structured surface.
  • a structured surface may for example be a surface which has a wavy and / or zig-zag-shaped course, in particular with respect to a longitudinal section taken parallel to a longitudinal axis or axis of symmetry of a separating element.
  • the separation device comprises a deposition chamber, which preferably comprises the following:
  • a discharge section through which a purified exhaust gas flow from the interior of the deposition chamber can be discharged
  • a receiving device for receiving, arranging and / or fixing one or more separation elements of the separation device.
  • one or more separation elements of the separation device are detachably, interchangeably fixed or fixable on the receiving device.
  • one or more separation elements are sealingly secured to the receiving device.
  • the receiving device in particular comprises a substantially plate-shaped element which is provided with passage openings.
  • Passage openings are preferably the separation elements of the separation device can be arranged, in particular releasably fixed.
  • a feed section of the deposition chamber preferably comprises an inlet opening and / or an inlet connection.
  • a discharge section preferably comprises an outlet opening and / or an outlet connection.
  • a flow path between the feed section, in particular the inlet connection, and the discharge section, in particular the outlet connection, is provided such that an exhaust gas stream entering the interior of the separation chamber through the feed section must flow or pass through the one or more separation elements, to get to the Abrrabites and be discharged over this.
  • the cleaning device comprises a backwash device for cleaning the separation device.
  • a fluid flow in the reverse direction is preferably generated in order to remove solids and other residues and deposits from the separation element.
  • the fluid flow in the reverse direction is, in particular, a fluid flow, which is opposite to that direction in which the exhaust gas flow flows through the separation device in a separation operation of the separation device.
  • the separation device comprises a backwashing device, by means of which a fluid, in particular a gas, for example compressed air, in one direction through one or more separation elements of the separation device is guided, which a flow direction the exhaust gas stream in a deposition operation of the deposition device is opposite.
  • a fluid in particular a gas, for example compressed air
  • the backwashing device may be, for example, a compressed air device.
  • a compressed air device preferably comprises one or more cleaning lances, by means of which compressed air pulses in the interior spaces of the one or more deposition elements can be introduced, in particular to achieve a flow in the radial outward direction and thus a cleaning of impurities from a radially outer surface of the separation elements ,
  • the cleaning device comprises a discharge device, by means of which separated from the exhaust gas flow solids are discharged.
  • a discharge device may for example be a discharge device.
  • a discharge device may comprise one or more conveyor belts and / or one or more rotary valves.
  • filter cake fragments, dusts, etc. are preferably dissipated.
  • an exhaust system is provided such that the gas stream is mixed with the supplied additive or with the added additives and also a suitable residence time for the reaction of, for example, sulfur oxide to calcium sulfite and / or calcium sulfate
  • a solids content of the exhaust gas flow is preferably deposited on the surface of the separation element before entering a separation element.
  • Nitrogen oxide in the exhaust stream is preferably when passing through the
  • Separating element of the separator implemented with supplied ammonia to nitrogen and water, in particular using a catalytic coating or catalytic mass of
  • a filter cake can preferably be removed at the separation element of the separation device.
  • the material forming the filter cake can preferably be removed from the entire cleaning device.
  • process stages for denitrification, desulfurization and dedusting of the exhaust gas stream are integrated into a common process stage and / or reduced to a single process stage.
  • An installation location of this one process stage is preferably laid in an inlet of an energy recovery device, in particular in a region in which, for example, optimal temperatures prevail for the catalyst separation device.
  • Cleaning device comprises an energy recovery device.
  • Such an energy recovery device is preferably designed for condensation of the moist constituents of the exhaust gas flow. Ideally, the liberated latent heat of vaporization returned to the process.
  • the heating of process water streams can be favorable
  • upstream cleaning are returned to the process itself and / or made accessible to another internal or external consumer.
  • a deposited on the filter device filter cake can preferably be removed dry, resulting in a non-critical handling, processing and storage may result.
  • the present invention further relates to various uses of a cleaning device.
  • the invention is in this respect the task of providing a use of the cleaning device, by means of which an efficient exhaust gas purification, energy recovery and / or fresh water production for different processes can be realized.
  • An embodiment of the invention may be a use of the cleaning device for purifying an exhaust gas flow from a combustion-free process.
  • an embodiment of the invention may be a use of a cleaning device for purifying an exhaust gas flow from a process in which a gas is used for the treatment of objects.
  • a gas used for the treatment of objects may itself be supplied from a combustion device or burned by means of a combustion device. be generated device. However, it may also be a gas which is supplied and / or generated without combustion.
  • an embodiment of the invention may be a use of a cleaning device for purifying an exhaust gas stream from a combustion-free process, in which a gas is used for the treatment of objects.
  • the cleaning device is preferably used to clean in particular industrial exhaust gases (exhaust gas streams).
  • a purification of an exhaust gas stream from a process can be provided, which is carried out using heated gas.
  • an energy recovery device is provided, which is arranged downstream of the cleaning device with respect to a flow direction of the exhaust gas flow.
  • the energy recovery device is, for example, a CO boiler, a heat exchanger, a condenser, etc.
  • An energy recovery device preferably serves to generate primary energy, for example steam or hot water or hot air, and / or to generate secondary energy, for example electrical energy.
  • An energy recovery device and thus also the use of the cleaning device can be advantageous in particular for drying processes, calcination processes and / or petrochemical processes with high exhaust air temperatures (exhaust gas temperatures).
  • an ammonia-containing and / or a lime-containing additive is preferably supplied to the exhaust gas stream.
  • the additive is used in particular as a sorbent.
  • the separation device is preferably a catalyst separation device for converting nitrogen oxides, hydrocarbons, for example VOCs, dioxins, furans, etc., sulfur oxides and / or others
  • the cleaning device is used for cleaning an exhaust gas stream from a combustion process for the production of ceramic.
  • the production of ceramics is carried out, for example, in multi-stage firing processes, wherein the water content of the prepared and shaped raw materials evaporates in a dryer. A burning process is then carried out in an oven.
  • the product maintains its structural integrity through accurate temperature control during the firing and cooling process, with temperature peaks of between about 750 ° C and 1800 ° C depending on the product and exit temperatures between about 150 ° C and 450 ° C.
  • the emissions of sour gas components, nitrogen oxides, carbon monoxide, volatile organic compounds (VOC) and dust may have approximately the following values:
  • additives for example calcium carbonate (lime), cascade absorbers, electrostatic precipitators (ESP), filters or scrubbers to limit emissions of acid gas components;
  • additives for example calcium carbonate (lime), cascade absorbers, electrostatic precipitators (ESP), filters or scrubbers to limit emissions of acid gas components;
  • Burner with low nitrogen oxide emissions (low NO x burner) to limit nitrogen oxide emissions;
  • Separation and filtration systems such as cyclones, cloth filters or sintered PE filter cartridges to limit dust emissions.
  • the cleaning device according to the present invention may be provided as an alternative or in addition to the above-described possibilities for exhaust gas purification in a plant for ceramic production.
  • the cleaning device is preferably arranged upstream of an energy recovery device of the ceramic manufacturing plant with respect to a flow direction of the exhaust gas flow.
  • the exhaust gas stream is an exhaust gas stream from a roasting process or smoking process for roasting or smoking foods.
  • roasted products such as coffee, nuts, cocoa and / or cereals can be made by means of an industrial food roasting plant. These are dried, in particular in a roasting oven, and subsequently heated by convection or conductively until the aroma-bearing Maillard reactions start, in particular above a temperature of approximately 120 ° C.
  • the Maillard reactions Upon reaching a required product temperature, the Maillard reactions are stopped by cooling or quenching with water or air.
  • the cooling is preferably carried out in a separate container, in particular outside a roasting furnace.
  • a quenching process is preferably carried out directly in the roasting oven.
  • exhaust gas temperatures of the roasting furnace can be between approximately 130 ° C. and approximately 150 ° C.
  • An exhaust gas flow of a roasting furnace and / or a cooler comprises, in particular, odors which are formed during the decomposition of organic acids, proteins, amines or mercaptans (thiols).
  • concentrations of up to 10 g of pollutants per cubic meter of air in the standard state (g / Nm 3 , g / m 3 in .) Can be achieved.
  • the highest emissions are observed at the highest temperatures, especially towards the end of the roasting process.
  • Average carbon monoxide emissions and dust emissions are, for example, between approximately 0.5 g to 3 g per cubic meter of air in the normal state, depending on the operating case.
  • cyclones are used as an integral part of the roasting oven system for the separation of product dusts and shell components.
  • emission values of acid gas components, nitrogen oxides, carbon monoxide, volatile hydrocarbons and dust in particular can be achieved:
  • SCR DeNO x selective catalytic nitrogen oxide reduction
  • Separation and filtration systems such as cyclones, cloth filters or sintered PE filter cartridges to limit dust emissions.
  • one or more process steps for purifying the exhaust gas of the described plant for roasting foodstuffs are replaced or supplemented by the cleaning device according to the invention.
  • the present invention further relates to the use of the cleaning device in a mineral oil refinery and / or gas refinery.
  • Emissions in a refinery generally stem from heating processes and combustion processes, which account for more than 60% of the energy consumption of a modern oil refinery.
  • the refinery processes include, in particular, the catalyst regenerator of the fluidized catalytic
  • FCC process Cracking process at the center of the emissions of carbon monoxide, nitrogen oxides, sulfur oxides and dust, in particular due to the partial oxidation of the coked catalyst material.
  • the exhaust gas of the catalyst regenerator contains, for example, an increased carbon monoxide concentration, which represents a usable calorific value of the order of magnitude of up to 1.5 megajoules per cubic meter in the standard state (MJ / m 3 i.N).
  • This calorific value can be used, for example, in a so-called CO boiler for generating water vapor.
  • the following emission values for the sour gas components, nitrogen oxides, carbon monoxide and dust may result in particular:
  • Inlet temperatures of the CO boiler are, for example, between about 250 ° C and about 400 ° C.
  • one or more of the following may be used to purify the waste gas stream of a mineral oil refinery and / or gas refinery
  • Separation and filtration systems such as another cyclone or electrostatic precipitator (ESP) to limit dust emission.
  • ESP electrostatic precipitator
  • a cleaning device may be provided for the purification of the exhaust gas flow.
  • the cleaning device is in particular upstream of a
  • the present invention further relates to the use of a cleaning device according to the invention in a boiler plant.
  • Emissions in a boiler plant arise in particular from combustion processes for steam generation or for direct power generation.
  • the emissions of the processes can be distinguished according to the type of fuel and the size of the boiler.
  • the focus of emissions are carbon monoxide, nitrogen oxides and sulfur oxide, as well as dust emissions that occur during combustion of the fuel.
  • a purification of an exhaust gas flow of a boiler system can be realized:
  • ESP electrostatic precipitator
  • the cleaning device according to the invention may be provided for purifying the exhaust gas flow and / or for increasing the energy recovery of a boiler system.
  • the cleaning device according to the invention is also suitable for
  • a plant for iron and / or steel production for example, be a sintering plant, which is used for the production of ferrous agglomerates for use in blast furnace systems.
  • a mixture of iron-containing material and coke breeze is exposed via a treadmill to a controlled temperature profile, so that chemical and metallurgical reactions begin, which lead to the sintering of the material.
  • sulfur oxides, nitrogen oxides, carbon monoxide, volatile hydrocarbons and dust particles are emitted and are then contained in particular in the exhaust gas of windboxes of the sintering furnace of the sintering plant.
  • the following emission values of acid gas components, nitrogen oxides, carbon monoxide, volatile hydrocarbons and dust may be present in particular:
  • Expiration temperatures of the sintering plant are, for example, between 160 ° C and about 200 ° C.
  • one or more of the following measures may be provided to purify the exhaust gas stream:
  • Electrostatic Precipitators ESP
  • downstream cloth filter optionally with downstream cloth filter to limit dust emission.
  • the cleaning device according to the invention can be used to purify the exhaust gas stream and / or to increase the energy recovery of a plant for iron and / or steel production.
  • the marketsvorrichtugn invention is also suitable for
  • Nitrogen oxides, carbon monoxide, volatile hydrocarbons, dust and dioxins and furans are present:
  • Dioxins furans 0 - 0.00027 ⁇ 0.0001
  • separate process units for denitrification, desulfurization, fine dust and dioxin reduction in the course of a cement plant may be provided to comply with environmental regulations for emission control.
  • one or more of the following measures may be provided to purify the exhaust gas stream:
  • Carbon monoxide emissions but preferably catalytic oxidation to utilize the heat of combustion;
  • downstream cloth filter optionally with downstream cloth filter to limit dust emission.
  • the cleaning device according to the invention for cleaning and / or energy and / or condensate recovery of the exhaust stream of a cement plant can be used.
  • the cleaning device according to the invention in the hot chlorine bypass can be used in addition to the above measures in the partial flow.
  • the cleaning device according to the invention is thus in particular for the purification of an exhaust gas stream from a combustion process, from a
  • Roasting process from a smoking process, from a refinery process, from a metal-making process, from a boiler plant and / or from a cement production process.
  • the present invention further relates to a method for purifying an exhaust gas stream.
  • the invention is in this respect the task of providing a method by means of which an exhaust gas flow is easy and efficient to clean.
  • Cleaning an exhaust gas stream includes:
  • Pollutant in particular a noxious gas.
  • the method according to the invention preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the cleaning device according to the invention and / or the uses according to the invention.
  • the method further comprises:
  • Secondary energy for example electric current.
  • the exhaust gas flow is purified by means of one or more separation elements of a separation device of the purification device by separating off particles and / or by catalytically reacting at least one pollutant, in particular a noxious gas.
  • the waste gas stream is preferably passed through one or more separating elements formed as filter candles for cleaning the same.
  • the exhaust gas flow can thereby be deprived of heat, for example latent heat of vaporization released by condensation, which would otherwise be released unused to the environment.
  • the exhaust gas stream may in particular be an exhaust gas stream of a combustion plant, an exhaust gas stream of a plant for the production of ceramic, iron and / or steel, an exhaust gas stream of a plant for roasting and / or smoking foods, a refinery plant, an exhaust gas stream of a boiler plant and / or an exhaust gas stream a cement production process.
  • purification is understood in particular to be a desulfurization, denitrification, deacidification, detoxification, dedusting and / or dehumidification, preferably a combination of at least two or at least three of the abovementioned processes for the environmental treatment of exhaust gases or flash-offs.
  • desulfurization of an exhaust gas or exhaust air in particular an induced by a suitable commercial process lowering an SO x concentration of the exhaust gas and / or exhaust air is understood.
  • a denitrification of an exhaust gas or an exhaust air is understood to mean, in particular, a lowering of an NO x concentration of the exhaust gas and / or exhaust air brought about by means of a suitable technical process.
  • a suitable technical method lowering a Concentration of acidic components of the exhaust gas and / or exhaust air (eg., HF, HCL, etc.) understood.
  • a suitable technical method lowering a Concentration of acidic components of the exhaust gas and / or exhaust air (eg., HF, HCL, etc.) understood.
  • a detoxification preferably toxic components (eg dioxins, furans, etc.) are removed from an exhaust gas or an exhaust air by a suitable technical process, or at least thereof
  • a dedusting mainly solid ingredients, eg. As particles, agglomerates, coagulates and / or ashes, from an exhaust or an exhaust air via a separator
  • a dehumidification of an exhaust gas or an exhaust air is understood to mean, in particular, a lowering of the humidity of the exhaust gas and / or the exhaust air brought about by means of a suitable condensation process.
  • Dispersion an emulsion and / or a solution of additives
  • Such additive is preferably characterized in that the additive promotes at least one provided in the cleaning device and / or acting on the exhaust stream deposition, cleaning and / or implementation process, supports and / or is necessary for this.
  • a mixing device may, for example, comprise or comprise a mixing chamber and / or a mixing mechanism (eg an agitator).
  • Separating or filtering device understood in the flow direction or path at least partially catalytically active material is arranged, recorded or provided.
  • the flow direction or the throughput path is understood to mean, in particular, the passage of the fluid, exhaust gas or exhaust air flow to be cleaned through the separating or filtering device.
  • a catalytically active material is understood to be a substance or a mixture of substances, which is a chemical reaction reaction at least one component of the fluid, exhaust or exhaust air stream favors or enables another composition.
  • a separator designed as a catalytic separator is in particular a combination of a catalyst and a particle trap.
  • the separation device allows operation at temperatures of at least about 300 ° C, for example at least about 450 ° C, especially about 600 ° C.
  • a separation device preferably has a high specific volume flow density, that is, a volume flow of the exhaust gas flow relative to the volume of the separator (separation device) is very large.
  • a dehumidifying device is understood in particular to mean a heat exchanger which cools the temperature of the exhaust gas and / or exhaust air flow below the condensation temperature of the moisture contained.
  • the exhaust gas and / or the exhaust air to below 60 ° C, in particular below 40 ° C, cooled.
  • the exhaust-gas-emitting plant is or comprises a plant for the production of cement.
  • Such a system preferably comprises a system for cooling the latch (clinker cooling system), a rotary kiln, one or more preheating stages (suspension Kilns), a raw material mill and / or a chlorine bypass.
  • Exhaust gases from the plant for cooling clinker are preferably above the rotary kiln, the one or more preheating stages and / or the
  • the system comprises a bypass, in particular a chlorine bypass, by means of which a partial flow can be branched off, in particular from an exhaust gas stream of the plant for cooling clinker and / or from an exhaust gas stream of the rotary kiln.
  • a bypass in particular a chlorine bypass, by means of which a partial flow can be branched off, in particular from an exhaust gas stream of the plant for cooling clinker and / or from an exhaust gas stream of the rotary kiln.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an exhaust-emitting system comprising a cleaning device for cleaning the emitted exhaust gas and an energy recovery device;
  • FIG. 2 shows a schematic vertical longitudinal section through an embodiment of a separating device of the cleaning device from FIG. 1;
  • Fig. 3 is an enlarged view of a separation element of
  • FIG. 4 is an enlarged view of the area A of a first embodiment of a separation element, in which a gas permeable raised surface structure is provided with at least partial catalytic coating;
  • FIG. 5 shows a schematic section through the separation element from FIG.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a second embodiment of a separation element corresponding to FIG. 4, which comprises a hollow-cylindrical support (main body) with an at least partial catalytic coating;
  • FIG. 7 shows a schematic section through the separation element from FIG.
  • FIG. 8 shows a schematic illustration, corresponding to FIG. 4, of a third embodiment of a separating element, which comprises a basic body designed as a grid with catalytic inserts filling up the grid structure;
  • FIG. 9 shows a schematic section through the separation element from FIG.
  • FIG. 10 is a schematic representation corresponding to FIG. 4 of a fourth embodiment of a separation element which comprises a gas-permeable wall structure with at least partial catalytic coating on an inner side and / or an outer side of the wall structure;
  • FIG. 11 is a schematic section through the separation element from FIG.
  • Fig. 12 is a schematic representation of a plant for ceramic production; 13 shows a schematic representation of a plant for roasting and / or smoking foodstuffs;
  • Fig. 14 is a schematic representation of a fluid catalytic cracking
  • Fig. 15 is a schematic representation of a boiler plant
  • Fig. 16 is a schematic representation of a plant for the production of
  • Fig. 17 is a schematic representation of a plant for the production of
  • One in Fig. 1 embodiment of an exhaust system emitting 100 as a whole is, for example, an incinerator, a plant for producing ceramics, iron and / or steel, a plant for roasting and / or smoking foods, a refinery plant, a boiler plant and / or a plant Plant for cement production.
  • Such an exhaust-emitting system 100 emits in particular an exhaust gas stream 102 which contains pollutants and / or moisture and, as such, may not be released to the environment without being cleaned.
  • a cleaning device 104 is preferably provided for cleaning the exhaust gas flow 102.
  • the cleaning device 104 comprises, in particular, a feed device 106 for feeding one or more additives to the exhaust gas flow 102.
  • the additive is in particular an ammonia-containing and / or lime-containing additive, so that, in particular in the presence of a catalyst, on the one hand nitrogen oxides and on the other hand sulfur oxides can be removed from the exhaust gas stream.
  • the cleaning device 104 further comprises a separation device 108, by means of which solids can be separated from the exhaust gas stream 102.
  • the separator 108 is a catalyst separator 110 which provides the catalyst surface required to convert the nitrogen oxides.
  • the catalyst separator 110 is for this purpose in particular as a ceramic
  • Separating device 108 is formed, which comprises a ceramic filter body (base body) with a catalytically active coating.
  • hydrocarbons are preferably removable from the exhaust stream 102, in particular by converting them to carbon dioxide and water.
  • the cleaning device 104 preferably further comprises a mixing device 112, by means of which the exhaust gas flow 102 on the one hand and the added additive (s) on the other hand can be mixed with one another.
  • the cleaning device 104 preferably also includes a backwashing device 114 and a removal device 116.
  • the separation device 108 is contrary to a flow direction usual in the deposition operation flows through to remove a filter cake from the separator 108, in particular to blow.
  • the filter cake removed in this way is removable in particular by means of the removal device 116.
  • an energy recovery device 118 is provided for energy-efficient operation of the exhaust-emitting system 100.
  • the energy recovery device 118 comprises in particular a heat exchanger 120 and / or a CO boiler 122 for further use and / or recovery of the heat contained in the exhaust gas stream 102, in particular latent heat of vaporization of the moisture contained, and / or chemical energy.
  • the cleaning device 104 is arranged in particular between the exhaust-emitting system 100 and the energy recovery device 118, so that the energy recovery device 118 is subjected as little as possible to pollutants and thus enables the use of low-cost materials and maintenance can be reduced.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a separating device 108, which preferably serves as a separating device 108 of the type shown in FIG. 1 cleaning device 104 is used.
  • the separation device 108 is formed as a catalyst separation device 110 and serves on the one hand to the filtering deposition of
  • the separation device 108 includes a deposition chamber 124.
  • the deposition chamber 124 comprises a feed section 126, which preferably comprises an inlet opening 128 and / or an inlet connection 130.
  • an exhaust gas stream 102 to be cleaned can be introduced into an interior 132 of the separation chamber 124.
  • a valve device 134 or flap device 136 arranged in the feed section 126 preferably serves to control and / or regulate the volume flow of the supplied exhaust gas stream 102.
  • the separation chamber 124 further comprises a discharge section 138, which preferably comprises an outlet opening 140 and / or an outlet connection 142.
  • the exhaust gas cleaned in the separation chamber 124 can be discharged via the discharge section 138.
  • a valve device 134 and / or a flap device 136 is preferably provided in the discharge section 138.
  • the interior 132 of the separation chamber 124 is subdivided into a raw gas space 144 and a clean gas space 146.
  • the raw gas space 144 and the clean gas space 146 are separated from one another by a receiving device 148 and a plurality of separating elements 150 of the separating device 108.
  • the receiving device 148 serves to receive a plurality of separating elements 150.
  • the receiving device 148 is designed in particular as a partition wall 152 of the interior 132 of the deposition chamber 124.
  • the partition wall 152 comprises a plurality of passage openings 154, which form receptacles 156 for the separation elements 150.
  • the separation elements 150 are in particular releasably fixed in the passage openings 154.
  • a separating element 150 is, for example, a substantially hollow cylindrical body.
  • the separation element 150 may be a substantially hollow cylindrical body.
  • Separating element 150 are used.
  • generalized hollow cylinders with polygonal cross-sectional areas eg.
  • Star surfaces has the advantage of providing larger shell surfaces on the separation element 150.
  • the separation element 150 is preferably formed rotationally symmetrical about a longitudinal axis 160 of the separation element 150.
  • the longitudinal axis 160 is thus an axis of symmetry 162 of the separating element 150.
  • a separation element 150 preferably comprises a hollow-cylindrical section 164, which adjoins the longitudinal axis 160 at one end to a closed end 166 of the separation element 150 and at the other end to an open end 168 of the separation element 150.
  • the open end 168 is provided in particular with the collar 158 for fixing the separating element 150 to the receiving device 148.
  • the separation element 150 protrudes in the assembled state of the receiving device 148 into the raw gas chamber 144 of the deposition chamber 124, so that the closed end 166 and substantially the entire hollow cylindrical portion 164 are surrounded by raw gas during operation of the separation device 108 ,
  • An interior 170 of the separating element 150 is open towards the clean gas space 146 by means of the open end 168.
  • the separating element 150 in particular the hollow cylindrical section 164, is preferably gas-permeable, wherein pores provided for this purpose have such a small diameter that, although gaseous substances can pass through the hollow-cylindrical section 154 of the separating element 150, solids and liquids on an outer side 172 of the Attach deposition element 150.
  • the separation element 150 is therefore designed in particular as a surface filter 174.
  • the separation element 150 can therefore also be referred to as a filter element 176.
  • this is preferably formed as a filter cartridge 178.
  • the separation device 108 further preferably comprises a cleaning device 180, which is formed, for example, by a backwashing device 114.
  • the cleaning device 180 then in particular comprises one or more backwashing lances 182, by means of which a gas pressure surge, in particular compressed air pulse, from a clean gas side of each separating element 150 facing the clean gas chamber 146 can be dispensed onto the respective separating element 150.
  • a gas pressure surge in particular compressed air pulse
  • the cleaning device 180 may also be referred to as a compressed air device 184.
  • a cleaning device 180 can be provided, by means of which a fluid, for example a cleaning fluid or a cleaning gas, can be introduced into the raw gas space 144 of the separation chamber 124, on the outside 172 of the separating elements 150 to remove adhering contaminants. From the separation elements 150 cleaned deposits fall in the direction of gravity g down to a discharge 116 of the
  • the discharge device 116 is formed, for example, as a conveyor belt 186 or conveyor belt 188 and allows the easy removal of cleaned impurities from the interior 132 of the deposition chamber 124th
  • Separating device 108 then preferably comprises a plurality of substantially identically formed separation elements 150. However, it may also be provided that a separation device 108 comprises differently configured separation elements 150, in which different features mentioned in this description and the appended claims are realized.
  • the embodiment of a separation device 108 shown in FIG. 2 functions as follows:
  • an exhaust gas stream 102 of an exhaust gas emitting system 100 to be cleaned is introduced into the interior 132 of the separation chamber 124.
  • the impurities contained in the exhaust gas stream 102 are then sucked or pressed in the direction of the separation elements 150.
  • the solids then deposit on the outer sides 172 of the separator elements 150, as they are too large to pass through the separator elements 150.
  • the noxious gases flow through the separation elements 150, but in this case are brought into contact with a catalytically active material to be described, and preferably converted into less harmful substances.
  • the separation elements 150 are flowed through from outside to inside with respect to the axis of symmetry 162 in the radial direction 194.
  • each separation element 150 Via the open end 168 of each separation element 150, the purified waste gas passes from the interior 170 of the respective separation element 150 into the clean gas space 146 of the separation chamber 124.
  • the purified exhaust gas is finally discharged from the interior 132 of the separation chamber 124.
  • valve devices 134 and / or the flap devices 136 By means of the valve devices 134 and / or the flap devices 136, a flow through the separation chamber 124 with the exhaust gas stream 102 can be regulated.
  • FIGS. 4 to 11 show different embodiments of separating elements 150, which can be used as separating elements 150 in the separating device 108 shown in FIG.
  • separation elements 150 can be used in the separation device 108, which other combinations of For example, have one or more features of the embodiments shown in FIGS. 4 to 11.
  • the separation element 150 comprises a base body 190 which has two coatings 192.
  • the coatings 192 are arranged on the outer side of the main body 190 on the outer side of the main body 190, which is on the outer side relative to the longitudinal axis 160 in the direction of the longitudinal axis 160.
  • One of the coatings 192 is formed as a protective layer 196, which may optionally be provided on the deposition element 150.
  • the further of the coatings 192 is considered to be a catalytically active
  • the protective layer 196 is arranged on the catalytically active coating 198, which in turn is arranged on the base body 190.
  • the main body 190 is in particular a porous carrier, which is formed, for example, from an aluminum foam or from sintered metal.
  • the catalytically active coating 198 includes, for example
  • the catalytically active coating 198 is preferably chemically and / or physically connected to the base body 190.
  • the protective layer 196 is formed, for example, of a polytetrafluoroethylene material (PTFE), polypropylene (PP), polyethylene (PE) and / or polyamide (PA) or a combination of the materials mentioned.
  • PTFE polytetrafluoroethylene material
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PA polyamide
  • the protective layer 196 is in particular as a perforated or otherwise gas-permeable film, as a net or as a coating or
  • Both the base body 190 and the catalytically active coating 198 and the protective layer 196 are preferably permeable only to gases, so that solids are deposited as a filter cake on the outer side 172 of the separating element 150 formed by the protective layer 196.
  • the separation element 150 has a structured surface.
  • a zigzag-shaped course of the surface of the separating element 150 is formed by projections 200 projecting outward in the radial direction 194.
  • a deposition element 150 having a relatively large outer surface (outer side 172) can be provided.
  • the first embodiment of a separation element 150 shown in FIGS. 4 and 5 functions as follows:
  • the separating element 150 is supplied with the exhaust gas to be cleaned.
  • Solids and other larger particles of the exhaust gas flow 102 then deposit on the outside 172 of the separation element 150, in particular on the protective layer 196, thereby forming a filter cake.
  • Gaseous constituents of the exhaust gas flow pass through the protective layer 196, through the catalytically active coating 198 and through the base body 190 into the interior 170 of the separation element 150.
  • Harmful gases for example nitrogen oxides or non-volatile organic compounds (VOCs), are optionally chemically converted with the aid of an additive by means of the catalytically active coating 198.
  • VOCs non-volatile organic compounds
  • each separation element 150 then preferably collects exhaust gas which has been freed from solids and other particles as well as noxious gases.
  • FIGS. 6 and 7 illustrated second embodiment of a separating element 150 differs from that shown in FIGS. 4 and 5 illustrated essentially in that the base body 190, the catalytically active coating 198 and the protective layer 196 are substantially hollow cylindrical and have no projections 200.
  • Such a separation element 150 is in particular easy and inexpensive to produce.
  • FIGS. 6 and 7 illustrated second embodiment of a separating element 150 in terms of structure and function with the first embodiment shown in FIGS. 4 and 5, so that reference is made to the above description in this regard.
  • a third embodiment of a separating element 150 shown in FIGS. 8 and 9 differs from that shown in FIGS. 6 and 7 illustrated essentially in that the base body 190 is formed as a grid 202.
  • the main body 190 thus comprises a multiplicity of passage openings 204 arranged in the form of a matrix.
  • the passage openings 204 are filled with a filling 206.
  • the filling 206 is in particular a catalytically active filling 208.
  • the basic body 190 provided with the catalytically active filling 208 forms a continuous wall 210, in which in particular a gas-impermeable or gas-permeable grid section of the grid 202 and the catalytically active filling 208, which is permeable to gas, alternate.
  • a coating 192 formed as a protective layer 196 forms the outer side 172 of the separating element 150 and is thus arranged in the radial direction 194 on the outside of the grid 202 provided with the catalytic filling 208.
  • the in Figs. 8 and 9 illustrated third embodiment of the separation element 150 can be prepared, for example, characterized in that the grid 202 is provided with the catalytically active filling 208. Subsequently, the coating 192 is preferably applied.
  • steps can preferably be carried out in one plane, that is to say substantially two-dimensionally.
  • the base body 190 together with the filling 208 and the protective layer 196 is then preferably rolled up.
  • This rolling can lead to a single-layer or even a multi-layered design of the separation element 150.
  • FIGS. 10 and 11 differs from that shown in FIGS. 6 and 7 shown essentially in that the base body 190 is partially or completely provided in the radial direction 194 outboard with a catalytically active coating 198.
  • the base body 190 is provided partially or completely with a catalytically active coating 198 on an inner side in the radial direction 194.
  • the material of the base body 190 is, for example, a foam, a woven fabric, a knitted fabric and / or a fiber composite.
  • An outer side 172 of the separating element 150 is also in the in Figs. 10 and 11 illustrated fourth embodiment of the deposition element 150 by a protective layer 196 formed.
  • Figs. 10 and 11 illustrated fourth embodiment of a separating element 150 in terms of structure and function with the in Figs. 6 and 7 illustrated second embodiment, so that reference is made to the above description thereof in this regard.
  • a cleaning device 104 which comprises a separating device 108, is particularly suitable for use in a plant 212 for ceramic production.
  • Fig. 12 is an example of such a plant 212 for ceramic production shown schematically.
  • the plant 212 for ceramic production comprises a drying device 214 and a firing device 216.
  • a drying device 214 By means of the drying device 214, a starting material for
  • Ceramic production especially a green body to be dried.
  • air and heat are supplied.
  • a firing process for the completion of a ceramic component is performed.
  • Exhaust gas stream 102 which is contaminated with pollutants.
  • the cleaning device 104 is provided.
  • the cleaning device 104 in this case comprises a feed device 106, by means of which calcium-rich additives (additives), in particular calcium carbonate, can be introduced into the exhaust gas stream 102.
  • additives in particular calcium carbonate
  • a mixing device 112 of the cleaning device 104 By means of a mixing device 112 of the cleaning device 104, a reliable mixing of the exhaust gas with the one or more additives can then be ensured.
  • the additives are used in particular for the reduction of sour gas components. Furthermore, this sulfur oxides can be converted to calcium sulfide and / or calcium sulfate.
  • a separation device 108 of the cleaning device 104 on the one hand, a separation of solids of the exhaust gas to be cleaned takes place at separation elements 150 of the separation device 108.
  • noxious gases are chemically converted by means of catalytically active materials.
  • the purified waste gas stream leaving the purification device 104 is preferably supplied to an energy recovery device 118, which is equipped with a condensing heat exchanger 120.
  • this heat exchanger 120 the moisture of the exhaust gas stream is condensed and the released heat, including the latent heat of vaporization of the moisture, delivered to a cooling medium 282.
  • This cooling medium 282 may preferably be air which makes available the energy released to the process for ceramic production as preheated burner air again.
  • a heat release to a cooling liquid, in particular for heating boiler water may be provided.
  • a condensate stream 280, after removal of impurities, can preferably be used in-process as fresh water and / or externally.
  • a purified exhaust gas flow can thus be generated, which consequently can be discharged to the environment without concern.
  • One in Fig. 13 embodiment of a plant 218 for roasting and / or smoking food is, for example, a Inröststrom for roasting coffee beans.
  • Such a plant 218 comprises in particular a roasting device 220, in which the actual roasting process is carried out by heating foods. In particular, this involves heating the food to be roasted to a temperature above approximately 120 ° C., so that the aroma-bearing Maillard reactions begin.
  • the plant 218 further comprises a cooling device 222 to which the food to be roasted is supplied to stop the Maillard reactions by cooling or quenching with water or air.
  • system 218 preferably includes a separation device 224 and / or a storage device 226.
  • undesired components for example cores, small stones, etc., can preferably be removed from the roasted foodstuff.
  • the roasted foodstuffs can preferably be temporarily stored before packaging them.
  • the plant 218 therefore comprises one or more, for example two, cleaning devices 104 for cleaning the exhaust gases.
  • a cleaning device 104 may be provided, to which an exhaust gas stream 102 can be supplied from the roasting device 220 or is supplied.
  • a cleaning device 104 may be provided, to which an exhaust gas stream 102 from the cooling device 222, the separation device 224 and / or the storage device 226 can be supplied or is supplied.
  • the cleaning devices 104 preferably each comprise a feed device 106 for feeding one or more additives and / or a separating device 108 for separating particles and for catalytically depositing particles. lytic reaction of at least one pollutant, in particular one
  • the cleaning devices 104 By means of the cleaning devices 104, it is possible, in particular, for odors, which are formed during the decomposition of organic acids, proteins, amines or mercaptans (thiols), to remove larger amounts of carbon monoxide, which may be formed during cooling, and product dusts and shell components from the exhaust gas stream.
  • a supply of urea by means of the supply device 106 may be provided in combination with a suitable catalyst material of the separation elements 150 of the separation devices 108.
  • the purified exhaust gas stream exiting the purifying devices 104 is preferably supplied to one or more energy recovery devices 118, each with a condensing discharge
  • Heat exchangers 120 are equipped. In this heat exchanger 120, the moisture of the exhaust gas stream is condensed and the heat released,
  • Cooling medium 282 delivered This cooling medium 282 may preferably be air which makes the energy released available to the process as preheated supply air again. Alternatively or additionally, in particular before a heat transfer to the supply air, a heat release to a cooling liquid, in particular for heating boiler water, may be provided.
  • Condensate stream 280 may be after removal of contaminants
  • FIG. 14 embodiment of a designated as a whole with 228 FCC system is the material conversion in the petroleum processing industry.
  • an FCC unit 228 is used to convert heavy petroleum fractions into olefins, cracker gasoline, gas oil and heavy oil components.
  • An FCC unit 228 includes a cracking apparatus 230 in which the actual conversion process of the crude oil supplied as crude oil is performed.
  • the cracking device 230 comprises a cracking section 232 to which crude oil can be fed.
  • the resulting products from the cracking device 230 can be discharged.
  • catalyst material In the conversion of the supplied crude oil catalyst material is used, which is regenerated in, for example, two regeneration stages 234 of the cracking device 230 after use in the cracking section 232. In particular, while coke is removed from the catalyst material, which is reflected in the conversion of the crude oil on the same.
  • the catalyst material is reused in the cracking section 232 after regeneration.
  • the regeneration of the catalyst material produces exhaust gas which may contain a large number of pollutants.
  • this exhaust gas comprises nitrogen oxides (NO x ) and sulfur oxides (SO x ) as well as solid particles.
  • the exhaust gas further comprises carbon monoxide, which is formed in particular due to an oxygen deficiency in the regeneration stages 234 by incomplete oxidation of carbon-containing particles, in particular coke.
  • the FCC unit 228 comprises a cleaning device 104, which in particular has a separating device 108 for the purpose of
  • Separating solids from the exhaust stream comprises.
  • the cleaning device preferably further comprises a supply device 106 for supplying an additive to the exhaust gas flow.
  • the additive is in particular an ammonia-containing and / or lime-containing additive, so that, in particular in the presence of a catalyst, on the one hand nitrogen oxides and on the other hand sulfur oxides can be removed from the exhaust gas stream.
  • the separator 108 is a catalyst separator 110 which provides the catalyst surface required to convert the nitrogen oxides.
  • the cleaning device 104 preferably further comprises a mixing device 112, by means of which the exhaust gas flow on the one hand and the added additive (s) on the other hand can be mixed with one another.
  • the cleaning device 104 By means of the cleaning device 104, in particular residual components of the catalyst material and other solids contained in the exhaust gas stream can be deposited.
  • an exhaust gas flow 102 of the FCC system 228 can preferably be cleaned to such an extent that the exhaust gas flow 102 can be delivered to an environment.
  • the FCC system 228 comprises a CO boiler 122, to which the exhaust gas flow 102 purified by means of the cleaning device 104 can be fed or supplied.
  • a CO boiler 122 By means of such a CO boiler 122, in particular carbon monoxide contained in the exhaust gas stream 102 can be converted and used for heat generation.
  • the exhaust gas stream leaving the CO boiler 122 is preferably fed to an energy recovery device 118 which is provided with a
  • condensing executed heat exchanger 120 is equipped.
  • this heat exchanger 120 the moisture of the exhaust gas stream is condensed and the released heat, including the latent heat of vaporization of the moisture, delivered to a cooling medium 282.
  • This cooling medium 282 may preferably be burner air and / or boiler water, which provides the released energy to the CO boiler 122 again.
  • a condensate stream 280 may be removed after removal of contaminants as fresh water
  • FIG. 15 illustrated embodiment of a boiler plant 236 includes a boiler 238, which is filled with water, for example.
  • the boiler system 236 further comprises a burner device 240, by means of which heat can be supplied to the boiler 238 and the water contained therein.
  • Hot water, hot water and / or steam can thus be provided in particular by means of the boiler installation 236.
  • the burner device 240 of the boiler system 236 generates during operation of the boiler system 236 exhaust gas, which may contain undesirable impurities, in particular pollutants.
  • the exhaust gas of the burner device 240 is thus preferably supplied as a waste gas stream 102 to a cleaning device 104.
  • the cleaning device 104 in particular comprises a separation device 108 and a supply device 106 as well as a mixing device 112.
  • the cleaning device 104 By means of the cleaning device 104, by suitable supply of additives by means of the feed device 106 and suitable selection of a catalyst material of the separation device 108, in particular desulfurization, denitrification and / or dust separation for cleaning the exhaust gas flow 102 can be carried out.
  • urea and / or lime-containing additives are supplied by means of the feeding device 106.
  • Particulates are then deposited by means of separation elements 150 of the separation device 108. Harmful gases, in particular nitrogen oxides, are preferably reduced catalytically.
  • the purified waste gas stream leaving the purification device 104 is preferably supplied to an energy recovery device 118, which is equipped with a condensing heat exchanger 120.
  • this heat exchanger 120 the moisture of the exhaust gas stream is condensed and the released heat, including the latent heat of vaporization of the moisture, delivered to a cooling medium 282.
  • This cooling medium 282 may preferably be burner air and / or boiler water, which is the
  • a condensate stream 280 may after removal of impurities as
  • Fresh water can be used in-process and / or external.
  • a purified exhaust gas stream 102 of the boiler installation 236 can thus be obtained.
  • a plant 242 for the production of iron and / or steel preferably comprises a plant 244 for ore processing and / or a sintering plant 245th
  • exhaust gases may arise, which contain undesirable impurities, in particular pollutants, and therefore can only be discharged purified to the environment.
  • the system 242 therefore includes one or more cleaning devices 104 for cleaning one or more exhaust streams 102.
  • one or more cleaning devices 104 are provided, by means of which an exhaust gas stream 102 from one or more mixing sections 246 of the system 242 can be cleaned.
  • this may be a mixing section 246 in which ore is mixed with limestone and / or coke.
  • this may be a mixing section 246, in which already thermally treated ore is mixed with a mixture of untreated ore, limestone and / or coke.
  • One or more further cleaning devices 104 may, for example, be provided in one or more separating sections 250.
  • a separating section 250 may be provided for grinding and / or separating coke.
  • a separating section 250 may be provided for separating different components of a substance mixture discharged from an oven 252 of the system 242.
  • a cleaning device 104 may be provided, for example, in a cooling section 248 in which substances or mixtures of substances discharged from the furnace 252 are cooled.
  • the cleaning devices 104 preferably each comprise one
  • the purified exhaust gas stream exiting the purifying devices 104 is supplied to an energy recovery device 118 equipped with a condensing heat exchanger 120.
  • this heat exchanger 120 the moisture of the exhaust gas stream is condensed and the released heat, including the latent heat of vaporization of the moisture, delivered to a cooling medium 282.
  • This cooling medium 282 may preferably be air that provides the energy released by the sintering plant 245 again.
  • a heat release to a cooling liquid, in particular for heating boiler water may be provided.
  • Condensate stream 280 may after removal of impurities as
  • Fresh water can be used in-process and / or external.
  • the cleaning devices 104 By means of the cleaning devices 104, it is thus possible in particular to separate solids from the exhaust gas streams 102 and to convert noxious gases into harmless substances.
  • FIG. 17 illustrated embodiment of a plant 300 for the production of cement preferably comprises a plant for cooling clinker 304, a rotary kiln 306, a number of preheat stages 308 (suspension kilns), a mill 310 and a chlorine bypass 312.
  • the rotary kiln gas is preferably withdrawn from a partial flow, the volumetric flow of which results from the chlorine content of the fuel, in particular depending on the chlorine content of the fuel. From this partial stream, the chlorine is removed by cooling and / or kaolin supply, preferably in a mixing chamber 314.
  • the discharge flow of the mixing chamber 314 is cleaned.
  • the purified waste gas stream exiting the purifier 104 may be supplied to an optional energy recovery device 118 equipped with a condensing heat exchanger 120.
  • This cooling medium 282 may preferably be burner air, which provides the energy released to the rotary kiln 306 again.
  • a heat release to a cooling liquid in particular for heating boiler water, may be provided.
  • a condensate stream 280 can be used in-process and / or externally after removal of contaminants as fresh water.
  • the systems 212, 218, 228, 236, 242, 300 illustrated in FIGS. 12 to 17 preferably comprise cleaning devices 104 which have one or more of the features described with reference to FIGS. 1 to 11.
  • catalyst separation devices 110 are preferably provided with separating elements 150 formed as filter cartridges 178.

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Abstract

Um eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Abgasstroms zu schaffen, welche einfach aufgebaut ist und eine effiziente Abgasreinigung ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass die Reinigungsvorrichtung eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von Teilchen aus dem Abgasstrom, zur Entfernung von sauren Bestandteilen aus dem Abgasstrom und/oder zur katalytischen Umsetzung mindestens eines Schadstoffs, insbesondere eines Schadgases, aus dem Abgasstrom und/oder eine Energierückgewinnungsvorrichtung, insbesondere eine Kondensationsvorrichtung, zur Nutzbarmachung der latenten Verdampfungswärme und/oder eines Kondensats des Wasserdampfs aus dem Abgasstrom umfasst.

Description

Reinigungsvorrichtung, Verwendung einer Reinigungsvorrichtung und Verfahren zum Reinigen eines Abgasstroms
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung, mittels welcher ein Abgasstrom gereinigt und eine im Abgasstrom und/oder in der
Reinigungsvorrichtung enthaltene latente Verdampfungswärme nutzbar gemacht werden kann .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist, eine effiziente Abgasreinigung ermöglicht, die in ihr enthaltene latente Verdampfungswärme nutzbar macht und das resultierende Kondensat zur Weiterverwendung bereitstellt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Abgasstroms gelöst, wobei die Reinigungsvorrichtung eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von Teilchen aus dem Abgasstrom, zur Entfernung von sauren Bestandteilen aus dem Abgasstrom und/oder zur katalytischen Umsetzung mindestens eines Schadstoffs, insbesondere eines Schadgases, aus dem Abgasstrom und/oder eine
Energierückgewinnungsvorrichtung, insbesondere eine
Kondensationsvorrichtung zur Nutzbarmachung der latenten
Verdampfungswärme und/oder eines Kondensats des Wasserdampfs aus dem Abgasstrom umfasst.
Beispielsweise für eine umweltgerechte Emissionsbegrenzung bei der Ausleitung von Rauchgasen, Abgasen oder sonstigen gasförmigen Prozessströmen werden vorzugsweise verschiedene verfahrenstechnische Prozessstufen mit spezifischer Funktion in Reihe geschaltet, um verschiedene Emissionskomponenten abzuscheiden, umzuwandeln und/oder unschädlich zu machen. Solche Prozessstufen können beispielsweise eine Filtration, eine Adsorption, eine Absorption, eine Wäsche, eine thermische oder katalytische Oxidation und/oder eine nicht-katalytische oder katalytische Reduktion umfassen . Jede dieser Prozessstufen findet entsprechend der jeweiligen Funktion bei unterschiedlichen Prozessbedingungen statt. Insbesondere kann eine spezifische Begrenzung der Prozesstemperatur für unterschiedliche Prozessstufen vorgesehen sein.
Unter dem Begriff "Teilchen" sind in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen feste, flüssige und/oder gasförmige Verunreinigungen im
Abgasstrom zu verstehen. Feste und/oder flüssige Verunreinigungen werden mittels der Abscheidevorrichtung vorzugsweise abgeschieden, insbesondere filtriert und/oder kondensiert. Gasförmige Verunreinigungen, welche
insbesondere ein Schadgas des Abgasstroms bilden, werden mittels der Abscheidevorrichtung vorzugsweise katalytisch umgesetzt, das heißt chemisch umgewandelt, vorzugsweise in weniger schädliche Stoffe.
Schadstoffe sind insbesondere Stoffe oder Stoffgemische, welche schädlich für Menschen, Tiere, Pflanzen oder andere Organismen sowie ganze Ökosysteme sein können. Eine Schädigung kann sich dabei durch Aufnahme der Schadstoffe durch die Organismen oder einen Eintrag in ein Ökosystem oder seine Biomasse ergeben. Als schädlich wird ein Stoff vorzugsweise durch seine Wirkung auf ein Ökosystem definiert, beispielsweise von den Mikroben bis hin zur Pflanze, Tier und Mensch .
Ein Schadstoff ist insbesondere dann ein schädlicher Stoff im eigentlichen Wortsinn, wenn dessen Menge und/oder Konzentration über den gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerten liegt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Reinigungsvorrichtung eine Zuführvorrichtung zur Zuführung eines Zusatzstoffs zu dem zu reinigenden Abgasstrom umfasst. Eine Zuführvorrichtung ist insbeson- dere eine Zugabevorrichtung oder Einleitungsvorrichtung, mittels welcher dem Abgasstrom ein oder mehrere Zusatzstoffe zugeführt werden können.
Mittels der Zuführvorrichtung sind insbesondere ein oder mehrere Zusatzstoffe in den Abgasstrom einleitbar, eindüsbar und/oder einspritzbar.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Zuführvorrichtung ein Düsengitter oder eine sonstige Einspritzvorrichtung umfasst, mittels welcher großflächig und/oder punktuell ein oder mehrere Zusatzstoffe zu dem Abgasstrom zuführbar sind .
Eine Zuführvorrichtung umfasst beispielsweise mehrere matrixförmig angeordnete Düsen, welche insbesondere in einer senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Abgasstroms verlaufenden Ebene gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Zuführvorrichtung eine oder mehrere Einströmvorrichtungen umfasst, mittels welchen ein oder mehrere Zusatzstoffe quer, insbesondere senkrecht, zu einer
Strömungsrichtung des Abgasstroms in den Abgasstrom einleitbar sind .
Die Zuführvorrichtung umfasst vorzugsweise ferner eine Mischvorrichtung oder bildet vorzugsweise ferner eine Mischvorrichtung. Mittels der Mischvorrichtung sind vorzugsweise ein oder mehrere Zusatzstoffe und/oder das Abgas des Abgasstroms miteinander vermischbar. Die Mischvorrichtung kann beispielsweise eine Mischkammer umfassen, in welcher ein oder mehrere Zusatzstoffe und/oder das Abgas des Abgasstroms miteinander vermischbar sind oder miteinander vermischt werden. Beispielsweise können hierzu eine oder mehrere Verwirbelungsvorrichtungen und/oder Mischelemente in der Mischkammer vorgesehen sein.
Ein oder mehrere Mischelemente sind beispielsweise als ein Mischrad oder Zellrad ausgebildet. Alternativ oder ergänzend hierzu können als Prallplatten, Drallerzeuger und/oder Turbulenzerzeuger ausgebildete Mischelemente vorgesehen sein.
Vorteilhaft kann es sein, wenn mittels der Zuführvorrichtung ein Ammoniak- haltiger und/oder Kalk-haltiger und/oder ein anderer als Reduktionsmittel geeigneter Zusatzstoff zu dem Abgasstrom zuführbar ist. Zudem kann es vorteilhaft sein, Wasser, eine wässrige Lösung und/oder eine Dispersion eines oder mehrerer Hilfsstoffe, insbesondere Zusatzstoffe, mittels der Zuführvorrichtung dem Abgasstrom beizumengen oder beizumischen.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass mittels der Zuführvorrichtung ein Ammoniak-Luft-Gemisch oder wässriges Ammoniak zu dem Abgasstrom zuführbar ist, insbesondere zur selektiven katalytischen Entstickung (SCR DeNOx).
Vorteilhaft kann es sein, wenn mittels einer Messvorrichtung an einem Auslass der Reinigungsvorrichtung eine Stickoxidmessung vorgenommen wird. Abhängig von einer ermittelten Stickoxid-Menge kann vorzugsweise mittels der Zuführvorrichtung eine Menge des zugeführten Zusatzstoffs gezielt gesteuert und/oder geregelt werden .
Ein Kalk-haltiger Zusatzstoff ist beispielsweise eine wässrige Kalklösung .
Alternativ oder ergänzend hierzu kann eine Kalkinjektion zur Trockenentschwefelung vorgesehen sein.
Vorteilhaft kann es sein, wenn an einem Auslass der Reinigungsvorrichtung mittels einer Messvorrichtung der Reinigungsvorrichtung eine Schwefeloxid- Menge und/oder eine Menge an anderen Sauergaskomponenten im
Abgasstrom gemessen wird . Abhängig von der gemessenen Schwefeloxid- Menge und/oder der Menge an anderen Sauergaskomponenten im Abgasstrom kann vorzugsweise eine Menge des zugeführten Zusatzstoffs gesteuert und/oder geregelt werden. Der Zusatzstoff ist insbesondere ein Sorbens.
Ein Zusatzstoff ist insbesondere ein reiner Stoff oder ein Gemisch, eine
Dispersion, eine Emulsion und/oder eine Lösung von mehreren Zusatzstoffen, wobei die Bestandteile der Gemische, Dispersionen, Emulsionen und/oder Lösungen fest, flüssig und/oder gasförmig sein können. Ein derartiger
Zusatzstoff zeichnet sich dabei vorzugsweise dadurch aus, dass der
Zusatzstoff zumindest einen in der Reinigungsvorrichtung vorgesehen und/oder auf den Abgasstrom wirkenden Abscheide-, Reinigungs- und/oder Umsetzungsprozess begünstigt, unterstützt und/oder für diesen notwendig ist.
Zur Steuerung und/oder Regelung der Menge des zugeführten Zusatzstoffes ist vorzugsweise eine Steuervorrichtung vorgesehen.
Die Steuervorrichtung ist vorzugsweise so eingerichtet und ausgebildet, dass mittels der Steuervorrichtung die Menge des zugeführten Zusatzstoffs in Abhängigkeit von einer gemessenen Schadstoffmenge und/oder -konzentration, insbesondere Stickoxid-Menge und/oder Schwefeloxid-Menge, steuerbar und/oder regelbar ist, insbesondere nach einem Vergleich von stromaufwärts und stromabwärts der Reinigungsvorrichtung erfassten Ist-Werten mit vorgegebenen Soll-Werten. Beispielsweise werden
Sauergaskomponentenkonzentrationen (SOx, HCl, ...) ermittelt und verglichen.
Mittels der Abscheidevorrichtung kann vorzugsweise ein Feststoffanteil aus dem Abgasstrom abgeschieden werden.
Die Abscheidevorrichtung kann beispielsweise eine Katalysator- Abscheidevorrichtung sein, insbesondere eine Katalysator- Abscheidevorrichtung zur Umwandlung von Stickoxiden und
Kohlenwasserstoffen, beispielsweise flüchtige Kohlenwasserstoffe (Volatile Organic Compounds; VOC), Dioxine, Furane, etc. Die Abscheidevorrichtung umfasst vorzugsweise ein oder mehrere Abscheideelemente.
Ein oder mehrere Abscheideelemente sind vorzugsweise als Filterelemente ausgebildet.
Ein Filterelement ist insbesondere ein Oberflächenfilter oder ein Tiefenfilter.
Bei einem Oberflächenfilter erfolgt eine Abscheidung vorzugsweise durch eine Anlagerung von abzuscheidenden Partikeln an einem Filterkuchen, welcher sich auf dem Filter bildet. Bei einem Tiefenfilter ergibt sich der eigentliche Abscheideeffekt vorzugsweise durch Einlagerung der abzuscheidenden Partikel in das Filterelement.
Alternativ oder ergänzend zu einem oder mehreren als Filterelemente ausgebildeten Abscheideelementen sind vorzugsweise ein oder mehrere Abscheideelemente vorgesehen, welche als elektrostatische Abscheider, Zyklonabscheider, Nassabscheider und/oder Wasserabscheider ausgebildet sind .
Ein oder mehrere Abscheideelemente der Abscheidevorrichtung sind vorzugsweise als Filterkerzen ausgebildet.
Ein Abscheideelement, insbesondere ein Filterelement, vorzugsweise eine Filterkerze, ist vorzugsweise ein hohizylinderförmiges, insbesondere hohlkreis- zylinderförmiges, Element.
Alternativ können auch andere, insbesondere elongierte, Hohlkörper als Abscheideelement zum Einsatz kommen. So können beispielsweise
verallgemeinerte Hohlzylinder mit polygonalen Querschnittsflächen (z. B.
dreieckige, quadratische, pentagonale, hexagonale, oktogonale Querschnitte oder Polygone höherer Ordnung, und/oder fünf-, sechs- oder mehrstrahlig sternförmige Querschnitte) und/oder Querschnittsflächen mit parabel-, elliptischen- oder hyperbelförmigen Streckenabschnitten zum Einsatz kommen. Dabei haben Querschnittsgeometrien höherer Ordnung (z.B.
Sternflächen) den Vorteil, größere Manteloberflächen am Abscheideelement bereitzustellen.
Ein Abscheideelement ist vorzugsweise einseitig geschlossen ausgebildet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Ende eines hohlzylinderförmigen, insbesondere hohlkreiszylinderförmigen, Elements geschlossen ist, während das weitere Ende offen ausgebildet ist.
Ein Abscheideelement ist vorzugsweise in radialer Richtung bezüglich einer Längsachse und/oder Symmetrieachse von außen nach innen mit einem zu reinigenden Abgasstrom durchströmbar.
Ein geschlossenes Ende eines Abscheideelements ragt vorzugsweise in einen Rohgasraum einer Abscheidekammer der Abscheidevorrichtung hinein.
Ein offenes Ende eines Abscheideelements ist vorzugsweise einem Reingasraum einer Abscheidekammer der Abscheidevorrichtung zugewandt. Ein Innenraum eines Abscheideelements, insbesondere eines hohlzylinderförmigen, beispielsweise hohlkreiszylinderförmigen, Elements, ist vorzugsweise zu einem Reingasraum der Abscheidekammer hin geöffnet.
Günstig kann es sein, wenn die Abscheidevorrichtung ein oder mehrere Abscheideelement umfasst, welche einen Grundkörper aufweisen .
Der Grundkörper ist vorzugsweise mit einer oder mehreren Beschichtungen versehen.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper mit einer oder mehreren Füllungen versehen ist.
Der Grundkörper ist vorzugsweise ein formstabiles Bauteil, welches eine Grundform eines Abscheideelements vorgibt. Der Grundkörper bildet vorzugsweise eine Stützstruktur oder einen Träger für weitere Bestandteile des Abscheideelements, insbesondere für eine oder mehrere Beschichtungen und/oder eine oder mehrere Füllungen.
Vorzugsweise ist der Grundkörper zumindest partiell gasdurchlässig. Hierzu können einerseits Öffnungen im Grundkörper vorgesehen sein, welche sich insbesondere aufgrund der makroskopischen Formgebung des Grundkörpers ergeben. Alternativ oder ergänzend hierzu kann der Grundkörper materialbedingt zumindest partiell gasdurchlässig sein, beispielsweise kann sich eine solche materialbedingte Gasdurchlässigkeit bei einem offenporigen oder offenzelligen Material ergeben .
Unter einer Beschichtung ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen insbesondere zu verstehen, dass eine innere und/oder äußere Oberfläche des Grundkörpers mit einem zusätzlichen Material (Beschich- tungsmaterial) versehen ist. Eine Gasdurchlässigkeit des Grundkörpers wird hierzu vorzugsweise nicht eingeschränkt. Insbesondere kann vorzugsweise eine gasdurchlässige, beispielsweise offenporige oder offenzellige, Struktur des Grundkörpers erhalten bleiben.
Unter einer Füllung ist insbesondere ein teilweises oder vollständiges Auffüllen eines Hohlraums des Grundkörpers zu verstehen. Insbesondere wird hierdurch vorzugsweise eine Gasdurchlässigkeit des Grundkörpers verhindert, es sei denn, dass das Füllmaterial selbst gasdurchlässig ist.
Eine Beschichtung kann beispielsweise eine Schutzschicht bilden.
Beispielsweise kann eine Beschichtung Polytetrafluorethylen (PTFE), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und/oder Polyamid (PA) umfassen oder aus einem oder mehreren der genannten Materialien bestehen. Vorstehend sind Merkmale einer Beschichtung und/oder einer Füllung des Grundkörpers beschrieben. Diese Merkmale einer Beschichtung und/oder einer Füllung des Grundkörpers können jedoch auch verwirklicht sein, wenn eine Beschichtung und/oder Füllung selbst mit einer Beschichtung und/oder Füllung versehen ist.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine katalytisch wirksame
Beschichtung des Grundkörpers mit einer als Schutzschicht ausgebildeten Beschichtung und/oder einer oder mehreren Füllungen versehen ist.
Günstig kann es sein, wenn der Grundkörper ein Kunststoffmaterial, ein Keramikmaterial, ein glasartiges Material und/oder ein Metallmaterial umfasst oder aus einem Kunststoffmaterial, einem Keramikmaterial, einem glasartigen Material und/oder einem Metallmaterial gebildet ist.
Unter einem glasartigen Material ist in dieser Beschreibung und den
beigefügten Ansprüchen insbesondere eine amorphe Substanz, beispielsweise ein amorpher Feststoff, zu verstehen.
Beispielsweise kann ein organisches glasartiges Material vorgesehen sein, insbesondere Kunststoff, welcher einen amorphen Aufbau aufweist.
Ferner kann ein anorganisches glasartiges Material vorgesehen sein, insbesondere Silikatglas, Quarzglas, etc.
Ein glasartiges Material ist beispielsweise ein glasfaserartiges Material, insbesondere ein Glasfasermaterial.
Ein Keramikmaterial ist oder umfasst beispielsweise Kordierit und/oder Mullit.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper aus einem ausgehärteten und/oder versteiften Metallschaum gebildet ist. Der Grundkörper umfasst insbesondere einen offenporigen oder offenzelligen Metallschaum.
Ein Metallmaterial, insbesondere ein Material eines offenporigen oder offenzelligen Metallschaums, kann beispielsweise ein korrosionsfester Stahl, insbesondere eine FeCrAI-Legierung, sein.
Günstig kann es sein, wenn der Grundkörper ein Aluminiumschaummaterial umfasst oder aus einem Aluminiumschaummaterial gebildet ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper ein Sintermetall umfasst oder als ein Sintermetallbauteil ausgebildet ist.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper eine Hohlkugelstruktur aufweist und/oder aus einem Material mit einer Hohlkugelstruktur gebildet ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper ein Metallgitter umfasst, welches beispielsweise aus Eisen oder Palladium gebildet ist. Gitterzellen des Metallgitters sind dann beispielsweise mit einer Füllung, insbesondere einer gasdurchlässigen katalytisch aktiven
(wirksamen) Füllung, versehen.
Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Abscheideelement dadurch bereitgestellt wird, dass ein Metallgitter durch Füllen der Gitterzellen zu einer im Wesentlichen geschlossenen Schicht weitergebildet wird . Durch anschließendes Aufrollen des Metallgitters bzw. der gesamten geschlossenen Schicht zu einem Hohlzylinder kann dann vorzugsweise ein als Filterkerze ausgebildetes Abscheideelement gebildet werden. Lediglich eines der beiden zunächst noch offenen Enden des Abscheideelements wird dann vorzugsweise noch verschlossen. Dieses Abscheideelement kann dann schließl ich noch mit einer weiteren Beschichtung , beispielsweise einer Schutzschicht, versehen werden .
Eine Beschichtung , insbesondere eine Schutzsch icht, kann beispielsweise eine perforierte und/oder anderweitig gasd urchlässige Folie, ein Netz, eine physika¬ l ische und/oder chemische Beschichtung und/oder eine Bedampfung auf dem Gru nd körper oder einer weiteren Beschichtung eines Abscheideelements sein .
Günstig kann es sein, wenn der Grundkörper mit einer oder mehreren gasd urchlässigen und/oder katalytisch wirksamen Beschichtungen versehen ist.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper mit einer oder mehreren gasdurchlässigen und/oder katalytisch wirksamen Fül lungen versehen ist.
U nter einer katalytischen Wirksamkeit ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen insbesondere zu verstehen, dass Schadstoffe, insbesondere Schadgase, des Abgasstroms d urch Kontakt mit der katalytisch wirksamen Beschichtung und/oder der katalytisch wirksamen Füll ung effizienter chemisch umgewandelt werden können, insbesondere d urch Reduktion einer Aktivierungsenergie und/oder d urch Verschieben eines Gleichgewichtspunkts einer Gleichgewichtsreaktion .
Eine katalytisch wirksame Beschichtung und/oder eine katalytisch wirksame Fül lung kann beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Material ien umfassen oder aus einem oder mehreren der folgenden Material ien bestehen : Kupfer, Nickel , Nickeloxid, Pal ladium, Platin, Rhod ium, Gold und/oder andere katalytisch-aktive Elemente und/oder Verbind ungen . Ferner kann eine
Beschichtung aus Plating ruppenmetal len und/oder perowskitähnl ichen
Metall mischoxiden, beispielsweise Lao,9Ago,i M n03, vorgesehen sein .
Vorzugsweise ist ein katalytisch wirksames (katalytisch aktives) Material chemisch und/oder physikalisch in einem d ie Beschichtung, d ie Füll ung und/oder den Grundkörper bildenden Material aufgenommen und/oder mit diesem verbunden und/oder an diesem gebunden.
Eine Beschichtung und/oder eine Füllung eines Abscheideelements ist vorzugsweise chemisch und/oder physikalisch mit dem Grundkörper verbunden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Abscheidevorrichtung ein oder mehrere Abscheideelemente umfasst, welche eine strukturierte Oberfläche aufweisen.
Eine strukturierte Oberfläche kann beispielsweise eine Oberfläche sein, welche einen welligen und/oder zick-zack-förmigen Verlauf aufweist, insbesondere in Bezug auf einen parallel zu einer Längsachse oder Symmetrieachse eines Abscheideelements genommenen Längsschnitt.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Abscheidevorrichtung eine Abscheidekammer umfasst, welche vorzugsweise Folgendes umfasst:
einen Zuführabschnitt, durch welchen ein zu reinigender Abgasstrom einem Innenraum der Abscheidekammer zuführbar ist;
einen Abführabschnitt, durch welchen ein gereinigter Abgasstrom aus dem Innenraum der Abscheidekammer abführbar ist; und/oder
eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme, Anordnung und/oder Befestigung eines oder mehrerer Abscheideelemente der Abscheidevorrichtung .
Günstig kann es sein, wenn ein oder mehrere Abscheideelemente der Abscheidevorrichtung lösbar, austauschbar und/oder auswechselbar an der Aufnahmevorrichtung festgelegt oder festlegbar sind .
Vorteilhaft kann es sein, wenn ein oder mehrere Abscheideelemente abdichtend an der Aufnahmevorrichtung festlegbar sind .
Die Aufnahmevorrichtung umfasst insbesondere ein im Wesentlichen platten- förmiges Element, welches mit Durchführungsöffnungen versehen ist. In den Durchführungsöffnungen sind vorzugsweise die Abscheideelemente der Abscheidevorrichtung anordenbar, insbesondere lösbar festlegbar.
Ein Zuführabschnitt der Abscheidekammer umfasst vorzugsweise eine Eingangsöffnung und/oder einen Eingangsanschluss.
Ein Abführabschnitt umfasst vorzugsweise eine Ausgangsöffnung und/oder einen Ausgangsanschluss.
Vorzugsweise ist ein Strömungsweg zwischen dem Zuführabschnitt, insbesondere dem Eingangsanschluss, und dem Abführabschnitt, insbesondere dem Ausgangsanschluss, derart vorgesehen, dass ein durch den Zuführabschnitt in den Innenraum der Abscheidekammer eintretender Abgasstrom über das eine oder die mehreren Abscheideelemente strömen bzw. durch diese hindurchtreten muss, um zu dem Abführabschnitt zu gelangen und über diesen abgeführt zu werden.
Günstig kann es sein, wenn die Reinigungsvorrichtung eine Rückspülvorrichtung zum Reinigen der Abscheidevorrichtung umfasst.
Mittels der Rückspülvorrichtung ist vorzugsweise ein Fluidstrom in umgekehrter Richtung erzeugbar, um Feststoffe und sonstige Rückstände und Ablagerungen von dem Abscheideelement zu entfernen.
Der Fluidstrom in umgekehrter Richtung ist insbesondere ein Fluidstrom, welcher derjenigen Richtung entgegengerichtet ist, in welcher der Abgasstrom in einem Abscheidebetrieb der Abscheidevorrichtung die Abscheidevorrichtung durchströmt.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Abscheidevorrichtung eine Rückspülvorrichtung umfasst, mittels welcher ein Fluid, insbesondere ein Gas, beispielsweise Druckluft, in einer Richtung durch ein oder mehrere Abscheideelemente der Abscheidevorrichtung hindurchführbar ist, welche einer Strömungsrichtung des Abgasstroms in einem Abscheidebetrieb der Abscheidevorrichtung entgegengesetzt ist.
Die Rückspülvorrichtung kann beispielsweise eine Druckluftvorrichtung sein. Eine solche Druckluftvorrichtung umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Reinigungslanzen, mittels welchen Druckluftimpulse in Innenräume des einen oder der mehreren Abscheideelemente einbringbar sind, insbesondere um eine Durchströmung in radialer Richtung nach außen und somit eine Abreinigung von Verunreinigungen von einer in radialer Richtung außenliegenden Oberfläche der Abscheideelemente zu erzielen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Reinigungsvorrichtung eine Abführvorrichtung umfasst, mittels welcher aus dem Abgasstrom abgeschiedene Feststoffe abführbar sind.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels der Abführvorrichtung Feststoffe und sonstige Rückstände und Ablagerungen nach einem erfolgten Rückspülvorgang von einem Abscheideelement der Abscheidevorrichtung
entfernbar sind.
Eine Abführvorrichtung kann beispielsweise eine Austragvorrichtung sein.
Insbesondere kann eine Abführvorrichtung ein oder mehrere Förderbänder und/oder eine oder mehrere Zellenradschleusen umfassen.
Mittels der Abführvorrichtung sind vorzugsweise Filterkuchenfragmente, Stäube, etc. abführbar.
Vorzugsweise ist eine Abgasführung derart vorgesehen, dass der Gasstrom mit dem zugeführten Zusatzstoff oder mit den zugeführten Zusatzstoffen vermischt wird und zudem eine geeignete Verweilzeit zur Umsetzung von beispielsweise Schwefeloxid zu Calciumsulfit und/oder Calciumsulfat zur
Verfügung gestellt wird. Ein Feststoffanteil des Abgasstroms wird vorzugsweise vor Eintritt in ein Abscheideelement auf der Oberfläche des Abscheideelements abgeschieden.
Stickoxid im Abgasstrom wird vorzugsweise beim Durchtritt durch das
Abscheideelement der Abscheidevorrichtung mit zugeführtem Ammoniak zu Stickstoff und Wasser umgesetzt, insbesondere unter Nutzung einer katalytischen Beschichtung oder katalytischen Masse der
Abscheidevorrichtung.
Insbesondere durch regelmäßiges Rückspülen der Abscheidevorrichtung mittels der Rückspülvorrichtung kann vorzugsweise ein Filterkuchen an dem Abscheideelement der Abscheidevorrichtung entfernt werden. Mittels der Abführvorrichtung ist das den Filterkuchen bildende Material schließlich vorzugsweise aus der gesamten Reinigungsvorrichtung abführbar.
Vorzugsweise werden Prozessstufen zur Entstickung, Entschwefelung und Entstaubung des Abgasstroms in eine gemeinsame Prozessstufe integriert und/oder auf eine einzige Prozessstufe reduziert.
Ein Installationsort dieser einen Prozessstufe wird vorzugsweise in einen Zulauf einer Energierückgewinnungsvorrichtung verlegt, insbesondere in einem Bereich, in welchem beispielsweise für die Katalysator-Abscheidevorrichtung optimale Temperaturen vorherrschen.
Günstig kann es sein, wenn eine Staubbelastung der Energierückgewinnungsvorrichtung sowie die erforderlichen Reinigungsarbeiten reduziert werden. Reinigungsintervalle werden hierdurch vorzugsweise verlängert.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Reinigungsvorrichtung eine Energierückgewinnungsvorrichtung umfasst. Eine solche Energierückgewinnungsvorrichtung ist vorzugsweise zur Kondensation der feuchten Bestandteile des Abgasstroms ausgelegt. Idealerweise wird die freiwerdende latente Verdampfungswärme in den Prozess zurückgeführt.
Günstig kann hierbei die Aufheizung von Prozesswasserströmen,
Verbrennungsluftströmen, Trocknungsluftströmen oder anderer vergleichbarer Prozessnutzströme sein. Vorzugsweise kann das Kondensat nach
vorgeschalteter Reinigung dem Prozess selbst wieder zugeführt werden und/oder einem anderen internen oder externen Verbraucher zugänglich gemacht werden.
Ein an der Filtervorrichtung abgeschiedener Filterkuchen kann vorzugsweise trocken abgeführt werden, woraus eine unkritische Handhabung, Weiterverarbeitung und Lagerung resultieren kann.
Zudem können vorzugsweise Investitionskosten eingespart werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner verschiedene Verwendungen einer Reinigungsvorrichtung.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, eine Verwendung der Reinigungsvorrichtung bereitzustellen, mittels welcher eine effiziente Abgasreinigung, Energierückgewinnung und/oder Frischwassererzeugung für verschiedene Prozesse realisierbar ist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung kann eine Verwendung der Reinigungsvorrichtung zur Reinigung eines Abgasstroms aus einem verbrennungsfreien Prozess sein.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann eine Ausgestaltung der Erfindung eine Verwendung einer Reinigungsvorrichtung zur Reinigung eines Abgasstroms aus einem Prozess sein, in welchem ein Gas zur Behandlung von Gegenständen genutzt wird.
Ein Gas, welches zur Behandlung von Gegenständen genutzt wird, kann selbst aus einer Verbrennungsvorrichtung zugeführt oder mittels einer Verbren- nungsvorrichtung erzeugt werden. Es kann jedoch auch ein Gas sein, welches verbrennungsfrei zugeführt und/oder erzeugt wird .
Insbesondere kann eine Ausgestaltung der Erfindung eine Verwendung einer Reinigungsvorrichtung zur Reinigung eines Abgasstroms aus einem verbrennungsfreien Prozess sein, in welchem ein Gas zur Behandlung von Gegenständen genutzt wird.
Die Reinigungsvorrichtung wird dabei vorzugsweise verwendet, um insbesondere industrielle Abgase (Abgasströme) zu reinigen.
Bei einer vorzugsweise erfindungsgemäßen Verwendung einer Reinigungsvorrichtung kann eine Reinigung eines Abgasstroms aus einem Prozess vorgesehen sein, welcher unter Nutzung von erhitztem Gas durchgeführt wird .
Vorzugsweise ist dabei eine Energierückgewinnungsvorrichtung vorgesehen, welche bezüglich einer Strömungsrichtung des Abgasstroms stromabwärts der Reinigungsvorrichtung angeordnet ist.
Die Energierückgewinnungsvorrichtung ist beispielsweise ein CO-Boiler, ein Wärmetauscher, ein Kondensator, etc.
Eine Energierückgewinnungsvorrichtung dient vorzugsweise zur Erzeugung von Primärenergie, beispielsweise Dampf oder Heißwasser oder Heißluft und/oder zur Erzeugung von Sekundärenergie, beispielsweise elektrischer Energie.
Eine Energierückgewinnungsvorrichtung und somit auch die Verwendung der Reinigungsvorrichtung kann insbesondere für Trocknungsprozesse, Kalzinierprozesse und/oder petrochemische Prozesse mit hohen Ablufttemperaturen (Abgastemperaturen) vorteilhaft sein.
Mittels der Zuführvorrichtung wird vorzugsweise ein Ammoniak-haltiger und/oder ein Kalk-haltiger Zusatzstoff zu dem Abgasstrom zugeführt. Der Zusatzstoff dient insbesondere als Sorbens. Die Abscheidevorrichtung ist vorzugsweise eine Katalysator-Abscheidevorrichtung zur Umwandlung von Stickoxiden, Kohlenwasserstoffen, beispielsweise VOCs, Dioxinen, Furanen, etc. , Schwefeloxiden und/oder anderen
Sauergaskomponenten .
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reinigungsvorrichtung zur Reinigung eines Abgasstroms aus einem Brennprozess zur Herstellung von Keramik verwendet wird .
Die Herstellung von Keramik wird beispielsweise in mehrstufigen Brennprozessen durchgeführt, wobei der Wassergehalt der vorbereiteten und geformten Rohmaterialien in einem Trockner verdampft. In einem Ofen wird daraufhin ein Brennvorgang durchgeführt. Das Produkt erhält seine strukturelle Integrität durch eine akkurate Temperaturführung während des Brenn- und Abkühlungsprozesses, wobei Temperaturspitzen je nach Produkt zwischen ungefähr 750 °C und 1.800 °C sowie Austrittstemperaturen zwischen ungefähr 150 °C und 450 °C vorgesehen sein können .
Abhängig von den verwendeten Einsatzstoffen und/oder Brennstoffen können die Emissionen von Sauergaskomponenten, Stickoxiden, Kohlenstoffmonoxid, flüchtigen Kohlenwasserstoffen (Volatile Organic Compounds, VOC) und Staub ungefähr folgende Werte aufweisen :
Typische Emission und zugehöriges, mit der besten verfügbaren Technologie assoziiertes Emissionsniveau (BAT AEL) :
Komponente Beobachtete Emission, BAT AEL,
mg/Nm3 mg/Nm3
H F 0 - 350 1 - 10
HCl 0 - 200 1 - 30
S02 1 - 3.500 500 - 2.000
ΝΟχ 5 - 800 250 - 500 CO 1 - 2.000 -
VOC 1 - 250 5 - 20
Staub 0 - 500 20 - 50
Zur Abgasreinigung können beispielsweise einzelne oder mehrere der folgenden Technologien vorgesehen sein :
Zugabe von calciumreichen Zuschlagstoffen (Zusatzstoffen), beispielsweise Calciumcarbonat (Kalk), Kaskadenabsorber, Elektrofilter (Electro- static Precipitator, ESP), Filter oder Wäscher zur Begrenzung der Emissionen von Sauergaskomponenten;
Brenner mit geringem Stickoxidausstoß (Low-NOx Brenner) zur Begrenzung der Stickoxid-Emissionen;
regenerative thermische oder rekuperative thermische oder katalytische Oxidation zur Begrenzung der Kohlenstoffmonoxid- und Kohlenwasserstoff-Emissionen;
Abscheide- und Filtersysteme, wie beispielsweise Zyklonen, Tuchfilter oder gesinterte PE-Filterkerzen zur Begrenzung der Staub-Emission.
Die Reinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann alternativ oder ergänzend zu den vorstehend beschriebenen Möglichkeiten zur Abgasreinigung bei einer Anlage zur Keramikherstellung vorgesehen sein.
Die Reinigungsvorrichtung wird vorzugsweise bezüglich einer Strömungsrichtung des Abgasstroms stromaufwärts einer Energierückgewinnungsvorrichtung der Anlage zur Keramikherstellung angeordnet.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abgasstrom ein Abgasstrom aus einem Röstprozess oder Räucherprozess zum Rösten bzw. Räuchern von Lebensmitteln ist.
Beispielsweise bei einer Industrieanlage zum Rösten von Nahrungsmitteln (Lebensmitteln) können Abgase entstehen, welche nicht ungereinigt an die Umgebung abgegeben werden sollten. Mittels einer Industrieanlage zum Rösten von Nahrungsmitteln können beispielsweise Röstprodukte wie Kaffee, Nüsse, Kakao und/oder Getreide hergestellt werden. Diese werden insbesondere in einem Röstofen getrocknet und folgend konvektiv oder konduktiv erhitzt, bis die aromagebenden Maillard- Reaktionen einsetzen, insbesondere oberhalb einer Temperatur von ungefähr 120 °C.
Nach Erreichen einer erforderlichen Produkttemperatur werden die Maillard- Reaktionen durch Kühlen oder Abschrecken mit Wasser oder Luft gestoppt.
Das Kühlen wird vorzugsweise in einem separaten Behälter durchgeführt, insbesondere außerhalb eines Röstofens.
Ein Abschreckvorgang wird vorzugsweise direkt im Röstofen durchgeführt.
Abgastemperaturen des Röstofens können je nach Produkt zwischen ungefähr 130 °C und ungefähr 150 °C betragen.
Ein Abgasstrom eines Röstofens und/oder eines Kühlers umfasst insbesondere Geruchsstoffe, welche bei der Zersetzung von organischen Säuren, Proteinen, Aminen oder Mercaptanen (Thiole) entstehen . Insbesondere können hierbei Konzentrationen von bis zu 10 g Schadstoffe pro Kubikmeter Luft im Normzustand (g/Nm3; g/m3 i.N .) erreicht werden.
Die höchsten Emissionen werden bei den höchsten Temperaturen beobachtet, insbesondere gegen Ende des Röstprozesses. Durchschnittliche Kohlenstoffmo- noxid-Emissionen und Staub-Emissionen liegen abhängig vom Betriebsfall beispielsweise zwischen ungefähr 0,5 g bis 3 g pro Kubikmeter Luft im Normzustand .
Vorzugseise werden Zyklone als integrierter Bestandteil der Röstofenanlage zur Abscheidung von Produktstäuben und Schalenbestandteilen eingesetzt. Abhängig von den verwendeten Einsatzstoffen und Brennstoffen können insbesondere die folgenden Emissionswerte von Sauergaskomponenten, Stickoxiden, Kohlenstoffmonoxid, flüchtigen Kohlenwasserstoffen und Staub erzielt werden :
Typische Emission und zugehöriges, mit der besten verfügbaren Technologie assoziiertes Emissionsniveau (BAT AEL) :
Zur Emissionsreduktion können beispielsweise einzelne oder mehrere der folgenden Maßnahmen vorgesehen sein :
selektive katalytische Stickoxidreduktion (SCR DeNOx);
regenerative thermische oder rekuperative thermische oder katalytische
Oxidation zur Begrenzung der Kohlenstoffmonoxid- und VOC-Emis- sionen;
Abscheide- und Filtersysteme, wie beispielsweise Zyklonen, Tuchfilter oder gesinterte PE-Filterkerzen zur Begrenzung der Staub-Emission .
Vorzugsweise werden einzelne oder mehrere Prozessschritte zur Reinigung des Abgases der beschriebenen Anlage zum Rösten von Lebensmitteln durch die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung ersetzt oder ergänzt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung der Reinigungsvorrichtung in einer Mineralölraffinerie und/oder Gasraffinerie. Emissionen in einer Raffinerie rühren allgemein von Heizprozessen und Verbrennungsprozessen, die insbesondere mehr als 60 % des Energieverbrauchs einer modernen Mineralölraffinerie ausmachen . Bei den Raffinerieprozessen steht insbesondere der Katalysator-Regenerator des Fluidized Catalytic
Cracking Prozesses (FCC Prozess) im Mittelpunkt der Emissionen von Kohlen- stoffmonoxid, Stickoxiden, Schwefeloxiden und Staub, insbesondere aufgrund der partiellen Oxidation des verkokten Katalysatormaterials.
Das Abgas des Katalysator-Regenerators enthält beispielsweise eine erhöhte Kohlenstoffmonoxid-Konzentration, welche einen nutzbaren Heizwert in der Größenordnung von bis zu 1,5 Megajoule pro Kubikmeter im Normzustand (MJ/m3 i . N . ) darstellt. Dieser Heizwert kann beispielsweis in einem so genannten CO-Boiler zur Erzeugung von Wasserdampf genutzt werden .
Je schwerer die dem katalytischen Cracken zugeführte Fraktion (Erdölfraktion) ist, desto höher ist für gewöhnlich die Verkokung des Katalysators und folglich auch die CO-Konzentration im Abgas des Regenerators. Das katalytische Cracken von Rückstandsfraktionen (RCC) aus der Vakuumdestillation kann dabei den Einsatz eines CO-Boilers unausweichlich machen .
Abhängig von den verwendeten Einsatzstoffen und der Anlagenauslegung können sich insbesondere folgende Emissionswerte für die Sauergaskomponenten, Stickoxide, Kohlenstoffmonoxid und Staub ergeben :
Typische Emission und zugehöriges, mit der besten verfügbaren Technologie assoziiertes Emissionsniveau (BAT AEL) :
Zur Einhaltung von Umweltauflagen zur Emissionsbegrenzung können beispielsweise separate Prozesseinheiten zur Entstickung, Entschwefelung und Feinstaubreduzierung im Abfluss eines CO-Boilers, das heißt stromabwärts bezüglich des Abgasstroms des CO-Boilers, eingesetzt werden .
Zulauftemperaturen des CO-Boilers liegen dabei beispielsweise zwischen ungefähr 250 °C und ungefähr 400 °C.
Zur Reinigung des Abgasstroms einer Mineralölraffinerie und/oder Gasraffinerie können beispielsweise einzelne oder mehrere der folgenden
Maßnahmen vorgesehen sein :
Wäscher zur Begrenzung der Emissionen von Sauergaskomponenten, insbesondere zur Rauchgasentschwefelung (Flue Gas Desulfurization, FGD);
selektive nicht-katalytische Reduktion und selektive katalytische Reduktion zur Begrenzung der Stickoxid-Emission;
keine sekundären Maßnahmen zur Begrenzung der Kohlenstoffmonoxid- Emission;
Abscheide- und Filtersysteme, wie beispielsweise ein weiterer Zyklon oder elektrostatischer Abscheider (Electrostatic Precipitator, ESP) zur Begrenzung der Staub-Emission.
Alternativ oder ergänzend zu den vorstehend genannten Maßnahmen kann eine Reinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Reinigung des Abgasstroms vorgesehen sein.
Die Reinigungsvorrichtung ist dabei insbesondere stromaufwärts einer
Energierückgewinnungsvorrichtung, insbesondere eines CO-Boilers,
angeordnet.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung in einer Kesselanlage. Emissionen in einer Kesselanlage ergeben sich insbesondere aus Verbrennungsprozessen zur Dampferzeugung oder zur direkten Verstromung . Die Emissionen der Prozesse können dabei nach Art des Brennstoffs und der Größe des Kessels unterschieden werden . Im Mittelpunkt der Emissionen stehen Kohlenstoffmonoxid, Stickoxide und Schwefeloxid sowie Staubemissionen, die bei der Verbrennung des Brennstoffs entstehen .
Abhängig von den verwendeten Einsatzstoffen und der Anlagenauslegung können sich insbesondere folgende Emissionswerte von Sauergaskomponenten, Stickoxiden, Kohlenstoffmonoxid und Staub ergeben :
Typische Emission und zugehöriges, mit der besten verfügbaren Technologie assoziiertes Emissionsniveau (BAT AEL) :
Zur Einhaltung von Umweltauflagen zur Emissionsbegrenzung können auch bei Kesselanlagen beispielsweise separate Prozesseinheiten zur Entstickung, Entschwefelung und Feinstaubreduzierung im Abfluss des Kessels eingesetzt werden . Abhängig von der Verschaltung der separaten Prozesseinheiten kann man dabei zwischen staubfreien und staubbelasteten Systemen unterscheiden . Zulauftemperaturen staubfreier Systeme sind beispielsweise geringer als Zulauftemperaturen von staubbelasteten Systemen .
Beispielsweise durch einzelne oder mehrere der folgenden Maßnahmen kann eine Reinigung eines Abgasstroms einer Kesselanlage realisiert werden :
trockene oder nasse Rauchgaswäscher; Kalkinjektion in den Kessel;
Seewasserwäscher zur Begrenzung der Emissionen von Sauergaskomponenten;
selektive nicht-katalytische Reduktion und selektive katalytische Reduktion zur Begrenzung der Stickoxid-Emission;
Oxidationskatalysator zur Begrenzung der Kohlenstoffmonoxid-Emis- sion;
elektrostatischer Abscheider (ESP) und Tuchfiltersysteme sowie Nasswäscher zur Begrenzung der Staub-Emission.
Alternativ oder ergänzend zu den vorstehend genannten Maßnahmen kann die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung zum Reinigen des Abgasstroms und/oder zur Erhöhung der Energierückgewinnung einer Kesselanlage vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung eignet sich ferner zur
Verwendung in Anlagen zur Eisen- und/oder Stahlproduktion.
Abhängig von einer verwendeten Schmelztechnologie für die Eisenherstellung oder Stahlherstellung können verschiedene Prozesse mit gasförmigen Emissionen vorgesehen sein.
Eine Anlage zur Eisen- und/oder Stahlproduktion kann beispielsweise eine Sinteranlage sein, welche zur Herstellung von eisenhaltigen Agglomeraten zum Einsatz in Hochofenanlagen dient.
In einer Sinteranlage wird beispielsweise ein Gemisch aus eisenhaltigem Material und Koksgrus über ein Laufband einem kontrollierten Temperaturverlauf ausgesetzt, so dass chemische und metallurgische Reaktionen einsetzen, welche zur Sinterung des Materials führen. Hierbei werden Schwefeloxide, Stickoxide, Kohlenstoffmonoxid, flüchtige Kohlenwasserstoffe und Staubpartikel emittiert und sind dann insbesondere im Abgas von Windboxen des Sinterofens der Sinteranlage enthalten. Abhängig von den verwendeten Einsatzstoffen und der Anlagenauslegung können insbesondere die folgenden Emissionswerte von Sauergaskomponenten, Stickoxiden, Kohlenstoffmonoxid, flüchtigen Kohlenwasserstoffen und Staub vorliegen :
Typische Emission und zugehöriges, mit der besten verfügbaren Technologie assoziiertes Emissionsniveau (BAT AEL) :
Zur Einhaltung von Umweltauflagen zur Emissionsbegrenzung können insbesondere separate Prozesseinheiten zur Entstickung, Entschwefelung und Feinstaubreduzierung im Ablauf der Sinteranlage vorgesehen sein . Ablauftemperaturen der Sinteranlage liegen beispielsweise zwischen 160 °C und ungefähr 200 °C.
Zur Reinigung des Abgasstroms können insbesondere einzelne oder mehrere der folgenden Maßnahmen vorgesehen sein :
trockene und nasse Abgaswäsche, Absorption zur Begrenzung der Emissionen von Sauergaskomponenten;
selektive katalytische Reduktion zur Begrenzung der Stickoxid-Emissionen;
keine sekundären Maßnahmen zur Begrenzung der Kohlenstoffmonoxid- Emission, jedoch vorzugsweise katalytische Oxidation zur Nutzung der Verbrennungswärme der Kohlenstoffmonoxid-Emission; keine sekundären Maßnahmen zur Begrenzung der Emission von flüchtigen Kohlenwasserstoffen (Volatile Organic Compounds, VOC), jedoch vorzugsweise Adsorption und Filtration von polychlorierten Dibenzodioxinen und Dibenzofuranen (PCDD und PCDF);
elektrostatische Abscheider (Electrostatic Precipitators, ESP),
gegebenenfalls mit nachgeschaltetem Tuchfilter zur Begrenzung der Staub-Emission.
Alternativ oder ergänzend zu den vorstehend genannten Maßnahmen kann die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung zur Reinigung des Abgasstroms und/oder zur Erhöhung der Energierückgewinnung einer Anlage zur Eisen- und/oder Stahlproduktion verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtugn eignet sich ferner zur
Verwendung in Anlagen zur Zementherstellung.
Abhängig von den verwendeten Brennstoffen und/oder Rohstoffen können insbesondere folgende Emissionswerte von Sauergaskomponeneten,
Stickoxiden, Kohlenstoffmonoxid, flüchtigen Kohlenwasserstoffen, Staub und Dioxinen und Furanen vorliegen :
Typische Emission und zugehöriges, mit der besten verfügbaren Technologie assoziiertes Emissionsniveau (BAT AEL) :
Komponente Beobachtete Emissionen, BAT AEL,
mg/Nm3 mg/Nm3
S02 800 - 5.000 < 400
NOx 300 - 2.000 < 200
CO 150 - 2.000 -
VOC 0 - 60 -
Staub 10 - 500 < 20
Dioxine, Furane 0 - 0,00027 < 0,0001 Zur Einhaltung von Umweltauflagen zur Emissionsbegrenzung können insbesondere separate Prozesseinheiten zur Entstickung, Entschwefelung, Feinstaub und Dioxinreduzierung im Ablauf einer Zementanlage vorgesehen sein.
Zur Reinigung des Abgasstroms können insbesondere einzelne oder mehrere der folgenden Maßnahmen vorgesehen sein :
- Trockene Absorption zur Begrenzung der Emission von
Sauergaskomponenten, und/oder Kühlung im Chlor-Bypass zur
Verhinderung von massiver Belagbildung;
- Selektive katalytische und/oder nicht katalytische Reduktion zur
Begrenzung der Stickoxid-Emissionen;
- keine sekundären Maßnahmen zur Begrenzung der
Kohlenstoffmonoxidemissionen, jedoch vorzugsweise katalytische Oxidation zur Nutzung der Verbrennungswärme;
- keine sekundären Maßnahmen zur Begrenzung der Emissionen von
Kohlenwasserstoffen (Volatile Organic Compounds, VOC), jedoch vorzugsweise katalytische Oxidation zur Nutzung der
Verbrennungswärme;
- elektrostatischer Abscheider (Electrostatic Precipitators, ESP),
gegebenenfalls mit nachgeschaltetem Tuchfilter zur Begrenzung der Staub-Emission.
Alternativ und/oder ergänzend zu den vorstehenden Maßnahmen kann die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung zur Reinigung und/oder zur Energie- und/oder Kondensatrückgewinnung des Abgasstroms einer Zementanlage verwendet werden.
Idealerweise kann die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung im heißen Chlor-Bypass als Ergänzung zu den vorstehenden Maßnahmen im Teilstrom eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung wird somit insbesondere zur Reinigung eines Abgasstroms aus einem Brennprozess, aus einem
Röstprozess, aus einem Räucherprozess, aus einem Raffinerieprozess, aus einem Prozess zur Metallherstellung, aus einer Kesselanlage und/oder aus einem Prozess zur Zementherstellungverwendet.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Reinigen eines Abgasstroms.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem ein Abgasstrom einfach und effizient reinigbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verfahren zum
Reinigen eines Abgasstroms Folgendes umfasst:
Zuführen des Abgasstroms zu einer Reinigungsvorrichtung;
Reinigen des Abgasstroms mittels der Reinigungsvorrichtung durch Abscheiden von Teilchen und/oder durch katalytische Umsetzung mindestens eines
Schadstoffs, insbesondere eines Schadgases.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung und/oder den erfindungsgemäßen Verwendungen beschriebenen Merkmalen und/oder Vorteilen auf.
Günstig kann es sein, wenn das Verfahren ferner Folgendes umfasst:
Energierückgewinnung durch Erzeugung von Primärenergie, beispielsweise Dampf, Heißwasser und/oder Heißluft, und/oder durch Erzeugung von
Sekundärenergie, beispielsweise elektrischem Strom.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Abgasstrom mittels eines oder mehrerer Abscheideelemente einer Abscheidevorrichtung der Reinigungsvorrichtung durch Abscheiden von Teilchen und/oder durch katalytische Umsetzung mindestens eines Schadstoffs, insbesondere eines Schadgases, gereinigt wird . Der Abgasstrom wird vorzugsweise zur Reinigung desselben durch eine oder mehrere als Filterkerzen ausgebildete Abscheideelemente hindurchgeführt.
Günstig kann es sein, wenn der Abgasstrom nach der Reinigung desselben mittels der Reinigungsvorrichtung einer Energierückgewinnungsvorrichtung zugeführt wird.
Insbesondere kann dem Abgasstrom hierdurch Wärme, beispielsweise durch Kondensation freigesetzte latente Verdampfungswärme, entzogen werden, welche andernfalls ungenutzt an die Umgebung abgegeben werden würde.
Nach einer Entfernung von Verunreinigungen kann eine Wiederverwendung für prozessinterne oder externe Anwendung des Kondensats günstig kann sein. Der Abgasstrom kann insbesondere ein Abgasstrom einer Verbrennungsanlage, ein Abgasstrom einer Anlage zur Herstellung von Keramik, Eisen und/oder Stahl, ein Abgasstrom einer Anlage zum Rösten und/oder Räuchern von Lebensmitteln, einer Raffinerieanlage, ein Abgasstrom einer Kesselanlage und/oder ein Abgasstrom aus einem Prozess zur Zementherstellung sein.
Zusammenfassend wird unter Reinigung insbesondere eine Entschwefelung, eine Entstickung, eine Entsäuerung, eine Entgiftung, eine Entstaubung und/oder eine Entfeuchtung, vorzugsweise eine Kombination von mindestens zwei oder mindestens drei der vorhergehend genannten Verfahren zur umwelttechnischen Behandlung von Abgasen bzw. Ablüften, verstanden. Unter einer Entschwefelung eines Abgases oder einer Abluft wird dabei insbesondere eine über ein geeignetes technisches Verfahren herbeigeführte Absenkung einer SOx-Konzentration des Abgases und/oder Abluft verstanden. Unter einer Entstickung eines Abgases oder einer Abluft wird dabei insbesondere eine über ein geeignetes technisches Verfahren herbeigeführte Absenkung einer NOx- Konzentration des Abgases und/oder Abluft verstanden. Weiters wird unter einer Entsäuerung eines Abgases oder einer Abluft insbesondere eine über ein geeignetes technisches Verfahren herbeigeführte Absenkung einer Konzentration von sauren Bestandteilen des Abgases und/oder Abluft (z. B. HF, HCL, etc.) verstanden. Bei einer Entgiftung werden vorzugsweise toxische Anteile (z. B. Dioxine, Furane, etc.) durch ein geeignetes technisches Verfahren aus einem Abgas oder einer Abluft entfernt oder zumindest deren
Konzentration abgesenkt. Bei einer Entstaubung werden vorwiegend feste Bestandteile, z. B. Partikel, Agglomerate, Koagulate und/oder Aschen, aus einem Abgas oder einer Abluft über eine Abscheideeinrichtung
(Abscheidevorrichtung) abgeschieden, abgetrennt, ausgesiebt und/oder ausgefiltert. Unter einer Entfeuchtung eines Abgases oder einer Abluft wird dabei insbesondere ein über ein geeignetes Verfahren zur Kondensation herbeigeführtes Absenken der Feuchte des Abgases und/oder der Abluft verstanden.
Unter einem Zusatzstoff werden insbesondere auch ein Gemisch, eine
Dispersion, eine Emulsion und/oder eine Lösung von Zusatzstoffen
verstanden, wobei die Bestandteile der Gemische, Dispersionen, Emulsionen und/oder Lösungen fest, flüssig und/oder gasförmig sein können. Ein
derartiger Zusatzstoff zeichnet sich dabei vorzugsweise dadurch aus, dass der Zusatzstoff zumindest einen in der Reinigungsvorrichtung vorgesehen und/oder auf den Abgasstrom wirkenden Abscheide-, Reinigungs- und/oder Umsetzungsprozess begünstigt, unterstützt und/oder für diesen notwendig ist.
Eine Mischvorrichtung kann beispielsweise eine Mischkammer und/oder ein Mischwerk (z. B. ein Rührwerk) umfassen oder aufweisen.
Unter einer Katalysator-Abscheidevorrichtung wird insbesondere eine
Abscheide- oder Filtervorrichtung verstanden, in deren Durchsatzrichtung bzw. -weg zumindest partiell katalytisch aktives Material angeordnet, aufgenommen oder vorgesehen ist. Unter der Durchsatzrichtung bzw. dem Durchsatzweg wird dabei insbesondere die Passage des zu reinigenden Fluid-, Abgas- oder Abluftstroms durch die Abscheide- oder Filtervorrichtung verstanden. Unter einem katalytisch aktiven Material wird dabei ein Stoff oder ein Stoffgemisch verstanden, welches eine chemische Umsetzungsreaktion zumindest eines Bestandteils des Fluid-, Abgas- oder Abluftstroms in eine andere Zusammensetzung begünstigt oder ermöglicht.
Eine als katalytischer Abscheider ausgebildete Abscheidevorrichtung ist insbesondere eine Kombination aus einem Katalysator und einem Partikelfänger.
Vorzugsweise ermöglicht die Abscheidevorrichtung einen Betrieb bei Temperaturen von mindestens ungefähr 300 °C, beispielsweise mindestens ungefäh 450 °C, insbesondere ungefähr 600 °C.
Eine Abscheidevorrichtung weist vorzugsweise eine hohe spezifische Volumen stromdichte auf, das heißt, dass ein Volumenstrom des Abgasstroms bezogen auf das Volumen des Abscheiders (Abscheidevorrichtung) sehr groß ist.
Unter einer Entfeuchtungseinrichtung wird insbesondere ein Wärmetauscher verstanden, der die Temperatur des Abgas- und/oder Abluftstroms unter die Kondensationstemperatur der enthaltenen Feuchte abkühlt. Vorzugsweise wird das Abgas und oder die Abluft auf unter 60°C, insbesondere unter 40°C, abgekühlt.
Günstig kann es sein, wenn die abgasemittierende Anlage eine Anlage zur Herstellung von Zement ist oder umfasst.
Vorzugsweise umfasst eine solche Anlage eine Anlage zur Kühlung von Klinke (Klinkerkühlanlage), einen Drehrohrofen, eine oder mehrere Vorheizstufen (Suspension Kilns), eine Rohstoffmühle und/oder einen Chlor-Bypass.
Abgase aus der Anlage zur Kühlung von Klinker sind vorzugsweise über dem Drehrohrofen, die eine oder die mehreren Vorheizstufen und/oder die
Rohstoffmühle, insbesondere in dieser Reihenfolge, einem Tuchfilter zuführba Vorzugsweise können durch verschiedene Maßnahmen, beispielsweise eine Sorbenzinjektion oder Ammoniakinjektion, die Konzentrationen von
Sauergaskomponenten, Stickoxiden und/oder Staubanteilen reduziert werden.
Günstig kann es sein, wenn die Anlage einen Bypass, insbesondere einen Chlor-Bypass, umfasst, mittels welchem ein Teilstrom abzweigbar ist, insbesondere aus einem Abgasstrom der Anlage zum Kühlen von Klinker und/oder aus einem Abgasstrom des Drehrohrofens.
Vorzugsweise kann aus diesem Teilstrom durch Kühlung und/oder
Kaolinzuführung Chlor entfernt werden. Hierzu umfasst die Anlage
vorzugsweise eine Sorbenzzuführvorrichtung und/oder eine
Abscheidevorrichtung.
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
In den Zeichnungen zeigen :
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Abgas emittierenden Anlage, welche eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen des emittierten Abgases und eine Energierückgewinnungsvorrichtung umfasst;
Fig. 2 einen schematischen vertikalen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung der Reinigungsvorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Abscheideelements der
Abscheidevorrichtung aus Fig. 2;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A einer ersten Ausführungsform eines Abscheideelements, bei welcher eine gas- durchlässige erhabene Oberflächenstruktur mit zumindest partieller katalytischer Beschichtung vorgesehen ist;
Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch das Abscheideelement aus Fig.
4 im Bereich V in Fig. 4;
Fig. 6 eine der Fig. 4 entsprechende schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Abscheideelements, welches einen hohlzylindrischen Träger (Grundkörper) mit einer zumindest partiellen katalytischen Beschichtung umfasst;
Fig. 7 einen schematischen Schnitt durch das Abscheideelement aus Fig .
6 im Bereich VII in Fig. 6;
Fig. 8 eine der Fig. 4 entsprechende schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Abscheideelements, welches einen als Gitter ausgebildeten Grundkörper mit die Gitterstruktur auffüllenden katalytischen Einsätzen umfasst;
Fig. 9 einen schematischen Schnitt durch das Abscheideelement aus Fig .
8 im Bereich IX in Fig. 8;
Fig. 10 eine der Fig. 4 entsprechende schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines Abscheideelements, welches eine gasdurchlässige Wandstruktur mit zumindest partieller katalytischer Beschichtung auf einer Innenseite und/oder einer Außenseite der Wand struktur umfasst;
Fig. 11 einen schematischen Schnitt durch das Abscheideelement aus Fig .
10 im Bereich XI in Fig. 10;
Fig. 12 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Keramikherstellung; Fig. 13 eine schematische Darstellung einer Anlage zum Rösten und/oder Räuchern von Lebensmitteln;
Fig. 14 eine schematische Darstellung einer Fluid Catalytic Cracking
Anlage (FCC-Anlage);
Fig. 15 eine schematische Darstellung einer Kesselanlage;
Fig. 16 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstellung von
Eisen und/oder Stahl; und
Fig. 17 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstellung von
Zement.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugseichen versehen.
Eine in Fig . 1 dargestellte Ausführungsform einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Abgas emittierenden Anlage ist beispielsweise eine Verbrennungsanlage, eine Anlage zur Herstellung von Keramik, Eisen und/oder Stahl, eine Anlage zum Rösten und/oder Räuchern von Lebensmitteln, eine Raffinerieanlage, eine Kesselanlage und/oder eine Anlage zur Zementherstellung .
Eine solche Abgas emittierende Anlage 100 emittiert insbesondere einen Abgasstrom 102, welcher Schadstoffe und/oder Feuchte enthält und als solcher nicht ungereinigt an die Umgebung abgegeben werden darf.
Daher ist vorzugsweise eine Reinigungsvorrichtung 104 zur Reinigung des Abgasstroms 102 vorgesehen. Die Reinigungsvorrichtung 104 umfasst insbesondere eine Zuführvorrichtung 106 zur Zuführung eines Zusatzstoffs oder mehrerer Zusatzstoffe zu dem Abgasstrom 102.
Der Zusatzstoff ist insbesondere ein Ammoniak-haltiger und/oder Kalk-haltiger Zusatzstoff, so dass insbesondere in Anwesenheit eines Katalysators einerseits Stickoxide und andererseits Schwefeloxide aus dem Abgasstrom entfernbar sind.
Die Reinigungsvorrichtung 104 umfasst ferner eine Abscheidevorrichtung 108, mittels welcher Feststoffe aus dem Abgasstrom 102 abscheidbar sind .
Die Abscheidevorrichtung 108 ist insbesondere eine Katalysator- Abscheidevorrichtung 110, welche die zum Umwandeln der Stickoxide erforderliche Katalysator-Oberfläche bereitstellt. Die Katalysator- Abscheidevorrichtung 110 ist hierzu insbesondere als eine keramische
Abscheidevorrichtung 108 ausgebildet, welche einen keramischen Filterkörper (Grundkörper) mit einer katalytisch wirksamen Beschichtung umfasst.
Ferner sind mittels der Katalysator-Abscheidevorrichtung 110 vorzugsweise Kohlenwasserstoffe aus dem Abgasstrom 102 entfernbar, insbesondere durch Umwandeln derselben in Kohlenstoffdioxid und Wasser.
Die Reinigungsvorrichtung 104 umfasst ferner vorzugsweise eine Mischungsvorrichtung 112, mittels welcher der Abgasstrom 102 einerseits und der oder die zugeführten Zusatzstoffe andererseits miteinander vermischbar sind .
Zudem umfasst die Reinigungsvorrichtung 104 vorzugsweise noch eine Rückspülvorrichtung 114 sowie eine Abführvorrichtung 116.
Mittels der Rückspülvorrichtung 114 ist insbesondere ein Rückspülvorgang der Abscheidevorrichtung 108 durchführbar. Dabei wird die Abscheidevorrichtung 108 entgegen einer im Abscheidebetrieb üblichen Strömungsrichtung durchströmt, um einen Filterkuchen von der Abscheidevorrichtung 108 zu entfernen, insbesondere abzublasen.
Der auf diese Weise entfernte Filterkuchen ist insbesondere mittels der Abführvorrichtung 116 entfernbar.
Für einen energieeffizienten Betrieb der Abgas emittierenden Anlage 100 ist insbesondere eine Energierückgewinnungsvorrichtung 118 vorgesehen.
Die Energierückgewinnungsvorrichtung 118 umfasst insbesondere einen Wärmetauscher 120 und/oder einen CO-Boiler 122 zur Weiterverwendung und/oder Rückgewinnung der in dem Abgasstrom 102 enthaltenen Wärme, insbesondere latenten Verdampfungswärme der enthaltenen Feuchte, und/oder chemischen Energie.
Die Reinigungsvorrichtung 104 ist insbesondere zwischen der Abgas emittierenden Anlage 100 und der Energierückgewinnungsvorrichtung 118 angeordnet, so dass die Energierückgewinnungsvorrichtung 118 möglichst geringfügig mit Schadstoffen beaufschlagt wird und somit der Einsatz von kostengünstigen Werkstoffen ermöglicht sowie ein Wartungsaufwand reduziert werden kann.
In Fig . 2 ist eine Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung 108 dargestellt, welche vorzugsweise als Abscheidevorrichtung 108 der in Fig . 1 dargestellten Reinigungsvorrichtung 104 Verwendung findet.
Die Abscheidevorrichtung 108 ist als eine Katalysator-Abscheidevorrichtung 110 ausgebildet und dient einerseits dem filtrierenden Abscheiden von
Partikeln, insbesondere Feststoffen, und andererseits der katalytischen
Umwandlung von Schadgasen.
Die Abscheidevorrichtung 108 umfasst eine Abscheidekammer 124. Die Abscheidekammer 124 umfasst einen Zuführabschnitt 126, welcher vorzugsweise eine Eingangsöffnung 128 und/oder einen Eingangsanschluss 130 umfasst.
Über den Zuführabschnitt 126 ist ein zu reinigender Abgasstrom 102 in einen Innenraum 132 der Abscheidekammer 124 einleitbar.
Eine im Zuführabschnitt 126 angeordnete Ventilvorrichtung 134 oder Klappenvorrichtung 136 dient vorzugsweise der Steuerung und/oder Regelung des Volumenstroms des zugeführten Abgasstroms 102.
Die Abscheidekammer 124 umfasst ferner einen Abführabschnitt 138, welcher vorzugsweise eine Ausgangsöffnung 140 und/oder einen Ausgangsanschluss 142 umfasst.
Über den Abführabschnitt 138 ist das in der Abscheidekammer 124 gereinigte Abgas abführbar.
Zur Steuerung und/oder Regelung des Volumenstroms des abgeführten Abgasstroms ist vorzugsweise im Abführabschnitt 138 eine Ventilvorrichtung 134 und/oder eine Klappenvorrichtung 136 vorgesehen.
Der Innenraum 132 der Abscheidekammer 124 unterteilt sich in einen Rohgasraum 144 und einen Reingasraum 146.
Der Rohgasraum 144 und der Reingastraum 146 sind durch eine Aufnahmevorrichtung 148 und mehrere Abscheideelemente 150 der Abscheidevorrichtung 108 voneinander getrennt.
Die Aufnahmevorrichtung 148 dient der Aufnahme mehrerer Abscheideelemente 150. Die Aufnahmevorrichtung 148 ist insbesondere als eine Trennwand 152 des Innenraums 132 der Abscheidekammer 124 ausgebildet.
Die Trennwand 152 umfasst mehrere Durchführungsöffnungen 154, welche Aufnahmen 156 für die Abscheideelemente 150 bilden.
Die Abscheideelemente 150 sind insbesondere lösbar in den Durchführungsöffnungen 154 festgelegt.
In einem festgelegten (montierten) Zustand der Abscheideelemente 150 liegen diese beispielsweise mit einem Kragen 158 des jeweiligen Abscheideelements 150 abdichtend an der Trennwand 152 an, um einen unerwünschten Übertritt (Leckage) von zu reinigendem Abgas aus dem Rohgasraum 144 in den Reingasraum 146 zu vermeiden.
Wie insbesondere der vergrößerten Darstellung eines Abscheideelements 150 in Fig . 3 zu entnehmen ist, ist ein Abscheideelement 150 beispielsweise ein im Wesentlichen hohlzylindrischer Körper. Insbesondere kann das Abscheideelement 150 ein im Wesentlichen hohlkreiszylindrischer Körper sein. Alternativ können auch andere, insbesondere elongierte, Hohlkörper als
Abscheideelement 150 zum Einsatz kommen. So können beispielsweise verallgemeinerte Hohlzylinder mit polygonalen Querschnittsflächen (z. B.
dreieckige, quadratische, pentagonale, hexagonale, oktogonale Querschnitte oder Polygone höherer Ordnung, und/oder fünf-, sechs- oder mehrstrahlig sternförmige Querschnitte) und/oder Querschnittsflächen mit parabel-, elliptischen- oder hyperbelförmigen Streckenabschnitten zum Einsatz kommen. Dabei haben Querschnittsgeometrien höherer Ordnung (z. B.
Sternflächen) den Vorteil, größere Manteloberflächen am Abscheideelement 150 bereitzustellen.
Das Abscheideelement 150 ist vorzugsweise rotationssymmetrisch um eine Längsachse 160 des Abscheideelements 150 ausgebildet. Die Längsachse 160 ist somit eine Symmetrieachse 162 des Abscheideelements 150. Ein Abscheideelement 150 umfasst vorzugsweise einen hohlzylindrischen Abschnitt 164, welcher längs der Längsachse 160 einenends an ein geschlossenes Ende 166 des Abscheideelements 150 und anderenends an ein offenes Ende 168 des Abscheideelements 150 angrenzt.
Das offene Ende 168 ist insbesondere mit dem Kragen 158 zur Festlegung des Abscheideelements 150 an der Aufnahmevorrichtung 148 versehen.
Mit dem geschlossenen Ende 166 ragt das Abscheideelement 150 im montierten Zustand desselben an der Aufnahmevorrichtung 148 in den Rohgasraum 144 der Abscheidekammer 124 hinein, so dass das geschlossene Ende 166 und auch im Wesentlichen der gesamte hohlzylindrische Abschnitt 164 im Betrieb der Abscheidevorrichtung 108 von Rohgas umgeben sind .
Ein Innenraum 170 des Abscheideelements 150 ist mittels des offenen Endes 168 zu dem Reingasraum 146 hin geöffnet ausgebildet.
Das Abscheideelement 150, insbesondere der hohlzylindrische Abschnitt 164, ist vorzugsweise gasdurchlässig ausgebildet, wobei hierzu vorgesehene Poren einen derart geringen Durchmesser aufweisen, dass zwar gasförmige Stoffe durch den hohlzylindrischen Abschnitt 154 des Abscheideelements 150 hindurchtreten können, sich jedoch Feststoffe und Flüssigkeiten an einer Außenseite 172 des Abscheideelements 150 anlagern.
Das Abscheideelement 150 ist somit insbesondere als ein Oberflächenfilter 174 ausgebildet.
Das Abscheideelement 150 kann folglich auch als Filterelement 176 bezeichnet werden. Insbesondere dann, wenn das Abscheideelement 150 aus einem keramischen und/oder metallischen Material gebildet ist, ist dieses vorzugsweise als eine Filterkerze 178 ausgebildet.
Die Abscheidevorrichtung 108 umfasst ferner vorzugsweise eine Abreinigungsvorrichtung 180, welche beispielsweise durch eine Rückspülvorrichtung 114 gebildet ist.
Die Abreinigungsvorrichtung 180 umfasst dann insbesondere eine oder mehrere Rückspüllanzen 182, mittels welchen ein Gasdruckstoß, insbesondere Druckluftimpuls, von einer dem Reingasraum 146 zugewandten Reingasseite eines jeden Abscheideelements 150 auf das jeweilige Abscheideelement 150 abgebbar ist.
Mittels der Rückspülvorrichtung 114 kann somit ein Gasstrom in einer
Richtung erzeugt werden, welcher der Strömungsrichtung des Abgasstroms 102 im Abscheidebetrieb der Abscheidevorrichtung 108 entgegensetzt ist.
An der Außenseite 172 eines Abscheideelements 150 anhaftende Partikel werden hierdurch von der Außenseite 172 gelöst. Das Abscheideelement 150 wird somit abgereinigt.
Insbesondere dann, wenn die Rückspülvorrichtung 114 ein Rückspülen mit Druckluft vorsieht, kann die Abreinigungsvorrichtung 180 auch als Druckluftvorrichtung 184 bezeichnet werden.
Alternativ oder ergänzend zu der als Druckluftvorrichtung 184 ausgebildeten Abreinigungsvorrichtung 180, welche vorstehend beschrieben wurde, kann eine Abreinigungsvorrichtung 180 vorgesehen sein, mittels welcher ein Fluid, beispielsweise eine Reinigungsflüssigkeit oder ein Reinigungsgas, in den Rohgasraum 144 der Abscheidekammer 124 einleitbar ist, um an der Außenseite 172 der Abscheideelemente 150 anhaftende Verunreinigungen zu entfernen. Von den Abscheideelementen 150 abgereinigte Anlagerungen fallen in der Schwerkraftrichtung g nach unten auf eine Abführvorrichtung 116 der
Abscheidevorrichtung 108.
Die Abführvorrichtung 116 ist beispielsweise als ein Transportband 186 oder Förderband 188 ausgebildet und ermöglicht das einfache Abtransportieren von abgereinigten Verunreinigungen aus dem Innenraum 132 der Abscheidekammer 124.
Vorstehend wurde teils auf ein Abscheideelement 150 im Singular und auf mehrere Abscheideelemente 150 im Plural Bezug genommen. Diesbezüglich ist anzumerken, dass die beschriebenen Merkmale eines Abscheideelements 150 bei sämtlichen Abscheideelementen 150 verwirklicht sein können. Eine
Abscheidevorrichtung 108 umfasst dann vorzugsweise mehrere im Wesentlichen identisch ausgebildete Abscheideelemente 150. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine Abscheidevorrichtung 108 unterschiedlich ausgebildete Abscheideelemente 150 umfasst, bei welchen unterschiedliche der in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen genannten Merkmale verwirklicht sind.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung 108 funktioniert wie folgt:
Über den Zuführabschnitt 126 wird ein zu reinigender Abgasstrom 102 einer Abgas emittierenden Anlage 100 in den Innenraum 132 der Abscheidekammer 124 eingeleitet.
Die in dem Abgasstrom 102 enthaltenen Verunreinigungen, insbesondere Feststoffe und Schadgase, werden dann in Richtung der Abscheideelemente 150 gesaugt oder gedrückt. Die Feststoffe lagern sich daraufhin an den Außenseiten 172 der Abscheideelementen 150 an, da diese für einen Durchtritt durch die Abscheideelemente 150 zu groß sind.
Die Schadgase hingegen durchströmen die Abscheideelemente 150, werden hierbei jedoch in Kontakt mit einem noch zu beschreibenden katalytisch wirksamen Material gebracht und dabei vorzugsweise in weniger schädliche Stoffe umgewandelt.
Die Abscheideelemente 150 werden dabei bezüglich der Symmetrieachse 162 in radialer Richtung 194 von außen nach innen durchströmt.
In den Innenräumen 170 der Abscheideelemente 150 sammelt sich dabei gereinigtes Abgas, welches insbesondere von Feststoffen und Schadgasen befreit wurde.
Über das offene Ende 168 eines jeden Abscheideelements 150 gelangt das gereinigte Abgas aus dem Innenraum 170 des jeweiligen Abscheideelements 150 in den Reingasraum 146 der Abscheidekammer 124.
Über den Abführabschnitt 138 wird das gereinigte Abgas schließlich aus dem Innenraum 132 der Abscheidekammer 124 abgeführt.
Mittels der Ventilvorrichtungen 134 und/oder der Klappenvorrichtungen 136 kann eine Durchströmung der Abscheidekammer 124 mit dem Abgasstrom 102 reguliert werden.
In den Fig . 4 bis 11 sind unterschiedliche Ausführungsformen von Abscheideelementen 150 dargestellt, welche als Abscheideelemente 150 in der in Fig. 2 dargestellten Abscheidevorrichtung 108 Anwendung finden können.
Ferner können auch weitere Abscheideelemente 150 in der Abscheidevorrichtung 108 Anwendung finden, welche andere Kombinationen von beispielsweise einzelnen oder mehreren Merkmalen der in den Fig. 4 bis 11 dargestellten Ausführungsformen aufweisen.
Bei der in Fig. 4 dargestellten ersten Ausführungsform des Abscheideelements 150 ist vorgesehen, dass das Abscheideelement 150 einen Grundkörper 190 umfasst, welcher zwei Beschichtungen 192 aufweist.
Die Beschichtungen 192 sind dabei in einer bezogen auf die Längsachse 160 radialen Richtung 194 außenliegenden Seite des Grundkörpers 190 auf demselben angeordnet.
Eine der Beschichtungen 192 ist als eine Schutzschicht 196 ausgebildet, welche optional am Abscheideelement 150 vorgesehen sein kann.
Die weitere der Beschichtungen 192 ist als eine katalytisch wirksame
Beschichtung 198 ausgebildet.
Die Schutzschicht 196 ist dabei auf der katalytisch wirksamen Beschichtung 198 angeordnet, welche wiederum auf dem Grundkörper 190 angeordnet ist.
Der Grundkörper 190 ist insbesondere ein poröser Träger, welcher beispielsweise aus einem Aluminiumschaum oder aus Sintermetall gebildet ist.
Die katalytisch wirksame Beschichtung 198 umfasst beispielsweise ein
Material, welches Kupfer, Nickel, Nickeloxid, Palladium, Platin, Rhodium, Gold und/oder andere katalytisch aktive Elemente und/oder Verbindungen enthält.
Die katalytisch wirksame Beschichtung 198 ist vorzugsweise chemisch und/oder physikalisch mit dem Grundkörper 190 verbunden.
Die Schutzschicht 196 ist beispielsweise aus einem Polytetrafluorethylen- Material (PTFE), aus Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und/oder Polyamid (PA) oder einer Kombination der genannten Materialien gebildet. Die Schutzschicht 196 ist insbesondere als eine perforierte oder anderweitig gasdurchlässige Folie, als ein Netz oder als eine Beschichtung oder
Bedampfung auf der katalytisch wirksamen Beschichtung 198 ausgebildet.
Sowohl der Grundkörper 190 als auch die katalytisch wirksame Beschichtung 198 und die Schutzschicht 196 sind vorzugsweise nur für Gase durchlässig, so dass Feststoffe als ein Filterkuchen an der durch die Schutzschicht 196 gebildeten Außenseite 172 des Abscheideelements 150 abgeschieden werden.
Wie insbesondere Fig . 4 zu entnehmen ist, weist das Abscheideelement 150 eine strukturierte Oberfläche auf.
Insbesondere ist durch in radialer Richtung 194 nach außen vorstehende Vorsprünge 200 ein zick-zack-förmiger Verlauf der Oberfläche des Abscheideelements 150 gebildet. Hierdurch kann ein Abscheideelement 150 mit einer relativ großen äußeren Oberfläche (Außenseite 172) bereitgestellt werden.
Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte erste Ausführungsform eines Abscheideelements 150 funktioniert wie folgt:
In radialer Richtung 194 von außen nach innen wird das Abscheideelement 150 mit dem zu reinigenden Abgas angeströmt.
Feststoffe und sonstige größere Teilchen des Abgasstroms 102 lagern sich dann an der Außenseite 172 des Abscheideelements 150, insbesondere auf der Schutzschicht 196, ab und bilden dabei einen Filterkuchen.
Gasförmige Bestandteile des Abgasstroms gelangen durch die Schutzschicht 196, durch die katalytisch wirksame Beschichtung 198 und durch den Grundkörper 190 hindurch in den Innenraum 170 des Abscheideelements 150. Schadgase, beispielsweise Stickoxide oder nicht flüchtige organische Kohlenwasserstoffe (Volatile Organic Compounds; VOC), werden ggfs. unter Mithilfe eines Zusatzstoffes mittels der katalytisch wirksamen Beschichtung 198 chemisch umgewandelt.
Im Innenraum 170 eines jeden Abscheideelements 150 sammelt sich dann vorzugsweise Abgas, welches von Feststoffen und sonstigen Teilchen sowie von Schadgasen befreit wurde.
Eine in den Fig . 6 und 7 dargestellte zweite Ausführungsform eines Abscheideelements 150 unterscheidet sich von der in den Fig . 4 und 5 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass der Grundkörper 190, die katalytisch wirksame Beschichtung 198 und die Schutzschicht 196 im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet sind und keine Vorsprünge 200 aufweisen.
Ein solches Abscheideelement 150 ist insbesondere einfach und kostengünstig herstellbar.
Im Übrigen stimmt die in den Fig . 6 und 7 dargestellte zweite Ausführungsform eines Abscheideelements 150 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den Fig. 4 und 5 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .
Eine in den Fig. 8 und 9 dargestellte dritte Ausführungsform eines Abscheideelements 150 unterscheidet sich von der in den Fig . 6 und 7 dargestellten zweiten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass der Grundkörper 190 als ein Gitter 202 ausgebildet ist.
Der Grundkörper 190 umfasst somit eine Vielzahl von matrixförmig angeordneten Durchtrittsöffnungen 204.
Die Durchtrittsöffnungen 204 sind mit einer Füllung 206 gefüllt. Die Füllung 206 ist dabei insbesondere eine katalytisch wirksame Füllung 208.
Der mit der katalytisch wirksamen Füllung 208 versehene Grundkörper 190 bildet eine durchgängige Wandung 210, bei welcher sich insbesondere ein gasundurchlässiger oder gasdurchlässiger Gitterabschnitt des Gitters 202 und die katalytisch wirksame Füllung 208, welche gasdurchlässig ist, abwechseln.
Ferner umfasst das Abscheideelement 150 gemäß der in den Fig . 8 und 9 dargestellten dritten Ausführungsform eine als Schutzschicht 196 ausgebildete Beschichtung 192, welche die Außenseite 172 des Abscheideelements 150 bildet und somit in radialer Richtung 194 außen an dem mit der katalytischen Füllung 208 versehenen Gitter 202 angeordnet ist.
Die in den Fig . 8 und 9 dargestellte dritte Ausführungsform des Abscheideelements 150 kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass das Gitter 202 mit der katalytisch wirksamen Füllung 208 versehen wird . Anschließend wird vorzugsweise die Beschichtung 192 aufgebracht.
Diese Schritte können vorzugsweise in einer Ebene, das heißt im Wesentlichen zweidimensional, durchgeführt werden .
Zur Herstellung des zylindrischen Abscheideelements 150, insbesondere des hohlzylindrischen Abschnitts 164, wird der Grundkörper 190 samt der Füllung 208 und der Schutzschicht 196 dann vorzugsweise aufgerollt.
Dieses Aufrollen kann zu einer einlagigen oder auch einer mehrlagigen Ausgestaltung des Abscheideelements 150 führen.
Im Übrigen stimmt die in den Fig . 8 und 9 dargestellte dritte Ausführungsform eines Abscheideelements 150 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den Fig . 6 und 7 dargestellten zweiten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird . Eine in den Fig. 10 und 11 dargestellte vierte Ausführungsform eines Abscheideelements 150 unterscheidet sich von der in den Fig . 6 und 7 dargestellten zweiten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass der Grundkörper 190 teilweise oder vollständig in radialer Richtung 194 außenliegend mit einer katalytisch wirksamen Beschichtung 198 versehen ist.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper 190 auf einer in radialer Richtung 194 innenliegenden Seite partiell oder vollständig mit einer katalytisch wirksamen Beschichtung 198 versehen ist.
Das Material des Grundkörpers 190 ist dabei beispielsweise ein Schaum, ein Gewebe, ein Gewirke und/oder ein Faserverbund .
Eine Außenseite 172 des Abscheideelements 150 ist auch bei der in den Fig . 10 und 11 dargestellten vierten Ausführungsform des Abscheideelements 150 durch eine Schutzschicht 196 gebildet.
Im Übrigen stimmt die in den Fig . 10 und 11 dargestellte vierte Ausführungsform eines Abscheideelements 150 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den Fig . 6 und 7 dargestellten zweiten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .
Eine Reinigungsvorrichtung 104, welche eine Abscheidevorrichtung 108 um- fasst, eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer Anlage 212 zur Keramikherstellung.
In Fig . 12 ist beispielhaft eine solche Anlage 212 zur Keramikherstellung schematisch dargestellt.
Die Anlage 212 zur Keramikherstellung umfasst dabei eine Trocknungsvorrichtung 214 und eine Brennvorrichtung 216. Mittels der Trocknungsvorrichtung 214 kann ein Ausgangsmaterial zur
Keramikherstellung, insbesondere ein Grünkörper, getrocknet werden. Hierzu werden insbesondere Luft und Wärme zugeführt.
Mittels der Brennvorrichtung 216 wird ein Brennvorgang zur Fertigstellung eines Keramikbauteils durchgeführt.
Im Betrieb der Anlage 212 zur Keramikherstellung fällt mindestens ein
Abgasstrom 102 an, welcher mit Schadstoffen verunreinigt ist.
Insbesondere ergeben sich hierbei Abgase aus der Trocknungsvorrichtung 214 und der Brennvorrichtung 216, welche Sauergaskomponenten, Stickoxide, Kohlenstoffmonoxid, flüchtige Kohlenwasserstoffe und/oder Staub als Verunreinigungen aufweisen.
Vor einer Ausleitung des Abgasstroms an eine Umgebung der Anlage 212 zur Keramikherstellung wird der Abgasstrom 102 vorzugsweise gereinigt.
Hierzu ist die Reinigungsvorrichtung 104 vorgesehen.
Die Reinigungsvorrichtung 104 umfasst dabei eine Zuführvorrichtung 106, mittels welcher calciumreiche Zuschlagstoffe (Zusatzstoffe), insbesondere Calciumcarbonat, in den Abgasstrom 102 einleitbar sind.
Mittels einer Mischungsvorrichtung 112 der Reinigungsvorrichtung 104 kann dann eine zuverlässige Durchmischung des Abgases mit dem einen oder den mehreren Zusatzstoffen gewährleistet werden.
Die Zusatzstoffe dienen insbesondere der Reduktion von Sauergaskomponenten. Ferner können hierdurch Schwefeloxide zu Calciumsulfid und/oder Calciumsulfat umgewandelt werden. In einer Abscheidevorrichtung 108 der Reinigungsvorrichtung 104 erfolgt einerseits eine Abscheidung von Feststoffen des zu reinigenden Abgases an Abscheideelementen 150 der Abscheidevorrichtung 108. Andererseits werden mittels katalytisch wirksamer Materialien Schadgase chemisch umgewandelt.
Der aus der Reinigungsvorrichtung 104 austretende gereinigte Abgasstrom wird vorzugsweise einer Energierückgewinnungsvorrichtung 118 zugeführt, die mit einem kondensierend ausgeführten Wärmetauscher 120 ausgerüstet ist. In diesem Wärmetauscher 120 wird die Feuchte des Abgasstroms kondensiert und die freiwerdende Wärme, einschliesslich der latenten Verdampfungswärme der Feuchte, an ein Kühlmedium 282 abgegeben. Dieses Kühlmedium 282 kann vorzugsweise Luft sein, die die freiwerdende Energie dem Prozess zur Keramikherstellung als vorgeheizte Brennerluft wieder zur Verfügung stellt. Alternativ oder ergänzend, insbesondere vor einer Wärmeabgabe an die Luft, kann eine Wärmeabgabe an eine Kühlflüssigkeit, insbesondere zum Erhitzen von Kesselwasser, vorgesehen sein. Ein Kondensatstrom 280 kann nach Entfernung von Verunreinigungen vorzugsweise als Frischwasser prozessintern und/oder extern eingesetzt werden.
Mittels der Reinigungsvorrichtung 104 kann somit ein gereinigter Abgasstrom erzeugt werden, welcher folglich ohne Bedenken an die Umgebung abgegeben werden kann.
Eine in Fig . 13 dargestellte Ausführungsform einer Anlage 218 zum Rösten und/oder Räuchern von Lebensmitteln ist beispielsweise eine Kaffeeröstanlage zum Rösten von Kaffeebohnen.
Eine solche Anlage 218 umfasst insbesondere eine Röstvorrichtung 220, in welcher der eigentliche Röstvorgang durch Erhitzen von Lebensmitteln durchgeführt wird . Insbesondere erfolgt dabei ein Aufheizen der zu röstenden Lebensmittel auf eine Temperatur oberhalb von ungefähr 120 °C, so dass die aromagebenden Maillard-Reaktionen einsetzen. Die Anlage 218 umfasst ferner eine Kühlvorrichtung 222, welcher die zu röstenden Lebensmittel zugeführt werden, um die Maillard-Reaktionen durch Kühlen oder Abschrecken mit Wasser oder Luft zu stoppen.
Zudem umfasst die Anlage 218 vorzugsweise eine Trennungsvorrichtung 224 und/oder eine Speichervorrichtung 226.
Mittels der Trennungsvorrichtung 224 können vorzugsweise unerwünschte Bestandteile, beispielsweise Kerne, kleine Steine, etc. aus dem gerösteten Lebensmittel entfernt werden .
Mittels der Speichervorrichtung 226 können die gerösteten Lebensmittel vorzugsweise vor einem Verpacken derselben zwischengespeichert werden.
Im Betrieb der Anlage 218 zum Rösten und/oder Räuchern von Lebensmitteln fällt Abgas an, welches mit Schadstoffen verunreinigt sein kann.
Die Anlage 218 umfasst daher eine oder mehrere, beispielsweise zwei, Reinigungsvorrichtungen 104 zum Reinigen der Abgase.
Beispielsweise kann eine Reinigungsvorrichtung 104 vorgesehen sein, welcher ein Abgasstrom 102 aus der Röstvorrichtung 220 zuführbar ist oder zugeführt wird .
Ferner kann beispielsweise eine Reinigungsvorrichtung 104 vorgesehen sein, welcher ein Abgasstrom 102 aus der Kühlvorrichtung 222, der Trennungsvorrichtung 224 und/oder der Speichervorrichtung 226 zuführbar ist oder zugeführt wird.
Die Reinigungsvorrichtungen 104 umfassen vorzugsweise jeweils eine Zuführvorrichtung 106 zum Zuführen eines oder mehrerer Zusatzstoffe und/oder eine Abscheidevorrichtung 108 zum Abscheiden von Teilchen und zur kata- lytischen Umsetzung mindestens eines Schadstoffs, insbesondere eines
Schadgases.
Mittels der Reinigungsvorrichtungen 104 können insbesondere Geruchsstoffe, welche bei der Zersetzung von organischen Säuren, Proteinen, Aminen oder Merkaptanen (Thiole) entstehen, größere Mengen Kohlenstoffmonoxid, welches insbesondere bei der Abkühlung entstehen kann, sowie Produktstäube und Schalenbestandteile aus dem Abgasstrom entfernt werden. Insbesondere zur Reduktion von Stickoxiden kann hierbei eine Zuführung von Harnstoff mittels der Zuführvorrichtung 106 in Kombination mit einem geeigneten Katalysatormaterial der Abscheideelemente 150 der Abscheidevorrichtungen 108 vorgesehen sein.
Der aus den Reinigungsvorrichtungen 104 austretende gereinigte Abgasstrom wird vorzugsweise einer oder mehreren Energierückgewinnungsvorrichtungen 118 zugeführt, die jeweils mit einem kondensierend ausgeführten
Wärmetauscher 120 ausgerüstet sind . In diesem Wärmetauscher 120 wird die Feuchte des Abgasstroms kondensiert und die freiwerdende Wärme,
einschliesslich der latenten Verdampfungswärme der Feuchte, an ein
Kühlmedium 282 abgegeben. Dieses Kühlmedium 282 kann vorzugsweise Luft sein, die die freiwerdende Energie dem Prozess als vorgeheizte Zuluft wieder zur Verfügung stellt. Alternativ oder ergänzend, insbesondere vor einer Wärmeabgabe an die Zuluft, kann eine Wärmeabgabe an eine Kühlflüssigkeit, insbesondere zum Erhitzen von Kesselwasser, vorgesehen sein. Ein
Kondensatstrom 280 kann nach Entfernung von Verunreinigungen
vorzugsweise als Frischwasser prozessintern und/oder extern eingesetzt werden.
Eine in Fig . 14 dargestellte Ausführungsform einer als Ganzes mit 228 bezeichneten FCC-Anlage (Fluid Catalytic Cracking-Anlage) dient der Stoffumwandlung in der erdölverarbeitenden Industrie. Insbesondere dient eine solche FCC-Anlage 228 zur Umsetzung schwerer Erdölfraktionen in Olefine, Cat- cracker-Benzin, Gasöl- und Schweröl-Komponenten. Eine FCC-Anlage 228 umfasst eine Crackingvorrichtung 230, in welcher der eigentliche Umwandlungsprozess des als Rohöl zugeführten Erdöls durchgeführt wird.
Die Crackingvorrichtung 230 umfasst einen Crackingabschnitt 232, welchem Rohöl zuführbar ist.
Nach erfolgter Umwandlung des Rohöls sind die dabei entstehenden Produkte aus der Crackingvorrichtung 230 abführbar.
Bei der Umwandlung des zugeführten Rohöls kommt Katalysatormaterial zum Einsatz, welches in beispielsweise zwei Regenerationsstufen 234 der Crackingvorrichtung 230 nach der Verwendung im Crackingabschnitt 232 regeneriert wird. Insbesondere wird dabei Koks von dem Katalysatormaterial entfernt, welches sich beim Umwandeln des Rohöls auf demselben niederschlägt.
Das Katalysatormaterial wird nach der Regeneration erneut im Crackingabschnitt 232 verwendet.
Bei der Regeneration des Katalysatormaterials entsteht Abgas, welches eine Vielzahl von Schadstoffen enthalten kann.
Insbesondere umfasst dieses Abgas Stickoxide (NOx) und Schwefeloxide (SOx) sowie Feststoffteilchen.
Das Abgas umfasst ferner Kohlenstoffmonoxid, welches insbesondere aufgrund eines Sauerstoffunterschusses in den Regenerationsstufen 234 durch unvollständige Oxidation von Kohlenstoff-haltigen Partikeln, insbesondere Koks, entsteht. Zur Reinigung des Abgases umfasst die FCC-Anlage 228 eine Reinigungsvorrichtung 104, welche insbesondere eine Abscheidevorrichtung 108 zum
Abscheiden von Feststoffen aus dem Abgasstrom umfasst.
Die Reinigungsvorrichtung umfasst ferner vorzugsweise eine Zuführvorrichtung 106 zur Zuführung eines Zusatzstoffs zu dem Abgasstrom.
Der Zusatzstoff ist insbesondere ein Ammoniak-haltiger und/oder Kalk-haltiger Zusatzstoff, so dass insbesondere in Anwesenheit eines Katalysators einerseits Stickoxide und andererseits Schwefeloxide aus dem Abgasstrom entfernbar sind.
Die Abscheidevorrichtung 108 ist insbesondere eine Katalysator-Abscheidevorrichtung 110, welche die zum Umwandeln der Stickoxide erforderliche Katalysatoroberfläche bereitstellt.
Die Reinigungsvorrichtung 104 umfasst ferner vorzugsweise eine Mischungsvorrichtung 112, mittels welcher der Abgasstrom einerseits und der oder die zugeführten Zusatzstoffe andererseits miteinander vermischbar sind .
Mittels der Reinigungsvorrichtung 104 können insbesondere Restbestandteile des Katalysatormaterials und sonstige im Abgasstrom enthaltene Feststoffe abgeschieden werden.
Somit ist mittels der Reinigungsvorrichtung 104 ein Abgasstrom 102 der FCC- Anlage 228 vorzugsweise soweit reinigbar, dass der Abgasstrom 102 an eine Umgebung abgebbar ist.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die FCC-Anlage 228 einen CO- Boiler 122 umfasst, welchem der mittels der Reinigungsvorrichtung 104 gereinigte Abgasstrom 102 zuführbar ist oder zugeführt wird . Mittels eines solchen CO-Boilers 122 kann insbesondere im Abgasstrom 102 enthaltenes Kohlenstoffmonoxid umgewandelt und zur Wärmeerzeugung genutzt werden.
Der aus dem CO-Boiler 122 austretende Abgasstrom wird vorzugsweise einer Energierückgewinnungsvorrichtung 118 zugeführt, die mit einem
kondensierend ausgeführten Wärmetauscher 120 ausgerüstet ist. In diesem Wärmetauscher 120 wird die Feuchte des Abgasstroms kondensiert und die freiwerdende Wärme, einschliesslich der latenten Verdampfungswärme der Feuchte, an ein Kühlmedium 282 abgegeben. Dieses Kühlmedium 282 kann vorzugsweise Brennerluft und/oder Kesselwasser sein, das die freiwerdende Energie dem CO-Boiler 122 wieder zur Verfügung stellt. Ein Kondensatstrom 280 kann nach Entfernung von Verunreinigungen als Frischwasser
prozessintern und/oder extern eingesetzt werden.
Eine in Fig . 15 dargestellte Ausführungsform einer Kesselanlage 236 umfasst einen Kessel 238, welcher beispielsweise mit Wasser gefüllt ist.
Die Kesselanlage 236 umfasst ferner eine Brennervorrichtung 240, mittels welcher dem Kessel 238 und dem darin enthaltenen Wasser Wärme zuführbar ist.
Mittels der Kesselanlage 236 kann somit insbesondere Warmwasser, Heißwasser und/oder Dampf bereitgestellt werden.
Insbesondere die Brennervorrichtung 240 der Kesselanlage 236 erzeugt im Betrieb der Kesselanlage 236 Abgas, welches unerwünschte Verunreinigungen, insbesondere Schadstoffe, enthalten kann.
Das Abgas der Brennervorrichtung 240 wird somit vorzugsweise als Abgasstrom 102 einer Reinigungsvorrichtung 104 zugeführt. Die Reinigungsvorrichtung 104 umfasst dabei insbesondere eine Abscheidevorrichtung 108 und eine Zuführvorrichtung 106 sowie eine Mischungsvorrichtung 112.
Mittels der Reinigungsvorrichtung 104 kann durch geeignete Zuführung von Zusatzstoffen mittels der Zuführvorrichtung 106 und geeignete Auswahl eines Katalysatormaterials der Abscheidevorrichtung 108 insbesondere eine Entschwefelung, eine Entstickung und/oder eine Staubabscheidung zur Reinigung des Abgasstroms 102 durchgeführt werden.
Hierzu werden mittels der Zuführvorrichtung 106 insbesondere Harnstoff- und/oder Kalk-haltige Zusatzstoffe zugeführt.
Feststoffteilchen werden dann mittels Abscheideelementen 150 der Abscheidevorrichtung 108 abgeschieden. Schadgase, insbesondere Stickoxide, werden vorzugsweise katalytisch reduziert.
Der aus der Reinigungsvorrichtung 104 austretende gereinigte Abgasstrom wird vorzugsweise einer Energierückgewinnungsvorrichtung 118 zugeführt, die mit einem kondensierend ausgeführten Wärmetauscher 120 ausgerüstet ist. In diesem Wärmetauscher 120 wird die Feuchte des Abgasstroms kondensiert und die freiwerdende Wärme, einschliesslich der latenten Verdampfungswärme der Feuchte, an ein Kühlmedium 282 abgegeben. Dieses Kühlmedium 282 kann vorzugsweise Brennerluft und/oder Kesselwasser sein, das die
freiwerdende Energie der Kesselanlage 236 wieder zur Verfügung stellt. Ein Kondensatstrom 280 kann nach Entfernung von Verunreinigungen als
Frischwasser prozessintern und/oder extern eingesetzt werden.
Mittels der Reinigungsvorrichtung 104 kann somit ein gereinigter Abgasstrom 102 der Kesselanlage 236 erhalten werden. Eine in Fig . 16 dargestellte Ausführungsform einer Anlage 242 zur Herstellung von Eisen und/oder Stahl umfasst vorzugsweise eine Anlage 244 zur Erzaufbereitung und/oder eine Sinteranlage 245.
Bei einer solchen Anlage 242 sind vorzugsweise verschiedenen Abschnitte, insbesondere Mischabschnitte 246, Kühlabschnitte 248 und/oder Trennabschnitte 250 vorgesehen.
In den verschiedenen Abschnitten können Abgase entstehen, welche unerwünschte Verunreinigungen, insbesondere Schadstoffe, enthalten und daher nur gereinigt an die Umwelt abgegeben werden können.
Die Anlage 242 umfasst daher eine oder mehrere Reinigungsvorrichtungen 104 zum Reinigen eines oder mehrerer Abgasströme 102.
Beispielsweise sind ein oder mehrere Reinigungsvorrichtungen 104 vorgesehen, mittels welchen ein Abgasstrom 102 aus einem oder mehreren Mischabschnitten 246 der Anlage 242 reinigbar ist.
Beispielsweise kann dies ein Mischabschnitt 246 sein, in welchem Erz mit Kalkstein und/oder Koks gemischt wird.
Alternativ oder ergänzend kann dies ein Mischabschnitt 246 sein, in welchem bereits thermisch behandeltes Erz mit einer Mischung aus unbehandeltem Erz, Kalkstein und/oder Koks gemischt wird .
Eine oder mehrere weitere Reinigungsvorrichtungen 104 können beispielsweise in einem oder mehreren Trennabschnitten 250 vorgesehen sein.
Beispielsweise kann ein Trennabschnitt 250 zum Mahlen und/oder Trennen von Koks vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend hierzu kann ein Trennabschnitt 250 zum Trennen unterschiedlicher Bestandteile eines aus einem Ofen 252 der Anlage 242 abgeführten Stoffgemisches vorgesehen sein.
Ferner kann eine Reinigungsvorrichtung 104 beispielsweise in einem Kühlabschnitt 248 vorgesehen sein, in welchem aus dem Ofen 252 abgeführte Stoffe oder Stoffgemische gekühlt werden.
Die Reinigungsvorrichtungen 104 umfassen vorzugsweise jeweils eine
Zuführvorrichtung 106 zum Zuführen eines oder mehrerer Zusatzstoffe und eine Abscheidevorrichtung 108, welche vorzugsweise mindestens ein katalytisch wirksames Material umfasst.
Der aus den Reinigungsvorrichtungen 104 austretende gereinigte Abgasstrom wird einer Energierückgewinnungsvorrichtung 118 zugeführt, die mit einem kondensierend ausgeführten Wärmetauscher 120 ausgerüstet ist. In diesem Wärmetauscher 120 wird die Feuchte des Abgasstroms kondensiert und die freiwerdende Wärme, einschliesslich der latenten Verdampfungswärme der Feuchte, an ein Kühlmedium 282 abgegeben. Dieses Kühlmedium 282 kann vorzugsweise Luft sein, die die freiwerdende Energie der Sinteranlage 245 wieder zur Verfügung stellt. Alternativ oder ergänzend, insbesondere vor einer Wärmeabgabe an die Luft, kann eine Wärmeabgabe an eine Kühlflüssigkeit, insbesondere zum Erhitzen von Kesselwasser, vorgesehen sein. Ein
Kondensatstrom 280 kann nach Entfernung von Verunreinigungen als
Frischwasser prozessintern und/oder extern eingesetzt werden.
Mittels der Reinigungsvorrichtungen 104 können somit insbesondere Feststoffe aus den Abgasströmen 102 abgeschieden und Schadgase in unschädliche Stoffe umgewandelt werden.
Eine in Fig . 17 dargestellte Ausführungsform einer Anlage 300 zur Herstellung von Zement umfasst vorzugsweise eine Anlage zur Kühlung von Klinker 304, einen Drehrohrofen 306, eine Anzahl von Vorheizstufen 308 (Suspension Kilns), eine Rohstoffmühle 310 und einen Chlor-Bypass 312.
Während die Abgase aus dem Kühler von Klinker 304 über den Drehrohrofen 306, die Vorheizstufen 308, die Rohstoffmühle 310 einem Tuchfilter 316 zugeführt werden, können durch verschiedene Maßnahmen, wie z. B. durch Sorbens- oder Ammoniakinjektion, die Konzentrationen von
Sauergaskomponenten, Stickoxiden und/oder Staubanteilen reduziert werden.
In einer Kurzschlussschaltung (Bypass-Schaltung) wird dem Drehrohrabgas vorzugsweise ein Teilstrom entzogen, dessen Volumenstrom sich aus dem Chlorgehalt des Brennstoffs ergibt, insbesondere in Abhängigkeit von dem Chlorgehalt des Brennstoffs vorgegeben ist. Aus diesem Teilstrom wird durch Kühlung und/oder Kaolinzuführung vorzugsweise in einer Mischkammer 314 das Chlor entfernt.
Mit einer Reinigungsvorrichtung 104, insbesondere gemäß einer der
vorstehenden Ausführungsformen, wird der Austrittsstrom der Mischkammer 314 gereinigt.
Der aus der Reinigungsvorrichtung 104 austretende gereinigte Abgasstrom kann einer optionalen Energierückgewinnungsvorrichtung 118 zugeführt werden, die mit einem kondensierend ausgeführten Wärmetauscher 120 ausgerüstet ist. In diesem Wärmetauscher 120 wird die Feuchte des
Abgasstroms kondensiert und die freiwerdende Wärme, einschliesslich der latenten Verdampfungswärme der Feuchte, an ein Kühlmedium 282
abgegeben. Dieses Kühlmedium 282 kann vorzugsweise Brennerluft sein, die die freiwerdende Energie dem Drehrohrofen 306 wieder zur Verfügung stellt. Alternativ oder ergänzend, insbesondere vor einer Wärmeabgabe an die Brennerluft, kann eine Wärmeabgabe an eine Kühlflüssigkeit, insbesondere zum Erhitzen von Kesselwasser, vorgesehen sein. Ein Kondensatstrom 280 kann nach Entfernung von Verunreinigungen als Frischwasser prozessintern und/oder extern eingesetzt werden. Mittels des Tuchfilters 316 kann vorzugsweise ein Gesamtluftstrom gereinigt werden, bevor dieser an die Umgebung abgegeben wird.
Die in den Fig. 12 bis 17 dargestellten Anlagen 212, 218, 228, 236, 242, 300 umfassen vorzugsweise Reinigungsvorrichtungen 104, welche einzelne oder mehrere der mit Hinblick auf die Fig. 1 bis 11 beschriebenen Merkmale aufweisen. Insbesondere sind vorzugsweise Katalysator-Abscheidevorrichtungen 110 mit als Filterkerzen 178 ausgebildeten Abscheideelementen 150 vorgesehen.

Claims

Patentansprüche
Reinigungsvorrichtung (104) zum Reinigen eines Abgasstroms (102), umfassend eine Abscheidevorrichtung (108) zum Abscheiden von Teilchen aus dem Abgasstrom (102), zur Entfernung von sauren
Bestandteilen aus dem Abgasstrom und/oder zur katalytischen Umsetzung mindestens eines Schadstoffs, insbesondere eines Schadgases, aus dem Abgasstrom (102) und/oder eine
Energierückgewinnungsvorrichtung (118), insbesondere eine
Kondensationsvorrichtung, zur Nutzbarmachung der latenten
Verdampfungswärme und/oder eines Kondensats (280) des
Wasserdampfs aus dem Abgasstrom.
Reinigungsvorrichtung (104) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (104) eine Zuführvorrichtung (106) zur Zuführung eines Zusatzstoffs zu dem zu reinigenden Abgasstrom (102) umfasst.
Reinigungsvorrichtung (104) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidevorrichtung (108) ein oder mehrere Abscheideelemente (150) umfasst.
Reinigungsvorrichtung (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Abscheideelemente (150) der Abscheidevorrichtung (108) als Filterelemente (176) ausgebildet sind .
Reinigungsvorrichtung (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Abscheideelemente (150) der Abscheidevorrichtung (108) als Filterkerzen (178) ausgebildet sind .
6. Reinigungsvorrichtung (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidevorrichtung (108) ein oder mehrere Abscheideelemente (150) umfasst, welche einen Grundkörper (190) aufweisen, der mit einer oder mehreren Beschichtungen (192) und/oder einer oder mehreren Füllungen (206) versehen ist.
7. Reinigungsvorrichtung (104) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (190) ein Kunststoffmaterial, ein Keramikmaterial, ein glasartiges Material und/oder ein Metallmaterial umfasst oder aus einem Kunststoffmaterial, einem Keramikmaterial, einem glasartigen Material und/oder einem Metallmaterial gebildet ist.
8. Reinigungsvorrichtung (104) nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (190) mit einer oder mehreren gasdurchlässigen und/oder katalytisch wirksamen
Beschichtungen (198) versehen ist.
9. Reinigungsvorrichtung (104) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (190) mit einer oder mehreren gasdurchlässigen und/oder katalytisch wirksamen Füllungen (208) versehen ist.
10. Reinigungsvorrichtung (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidevorrichtung (108) ein oder mehrere Abscheideelemente (150) umfasst, welche eine strukturierte Oberfläche aufweisen.
11. Reinigungsvorrichtung (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidevorrichtung (108) eine Abscheidekammer (124) umfasst, welche Folgendes umfasst:
einen Zuführabschnitt (126), durch welchen ein zu reinigender
Abgasstrom (102) einem Innenraum (132) der Abscheidekammer (124) zuführbar ist; einen Abführabschnitt (138), durch welchen ein gereinigter Abgasstrom (102) aus dem Innenraum (132) der Abscheidekammer (124) abführbar ist;
eine Aufnahmevorrichtung (148) zur Aufnahme, Anordnung und/oder Befestigung eines oder mehrerer Abscheideelemente (150) der Abscheidevorrichtung (108).
12. Reinigungsvorrichtung (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidevorrichtung (108) eine Rückspülvorrichtung (114) umfasst, mittels welcher ein Fluid, insbesondere ein Gas, in einer Richtung durch ein oder mehrere Abscheideelemente (150) der Abscheidevorrichtung (108) hindurchführbar ist, welche einer Strömungsrichtung des Abgasstroms (102) in einem
Abscheidebetrieb der Abscheidevorrichtung (108) entgegengesetzt ist.
13. Reinigungsvorrichtung (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (104) eine Energierückgewinnungsvorrichtung (118) umfasst, mittels welcher latente Verdampfungswärme der Feuchte des Abgases durch
Kondensation aufnehmbar und an ein Kühlmedium (282) übertragbar ist.
14. Verwendung einer Reinigungsvorrichtung (104) nach einem der
Ansprüche 1 bis 13 zur Reinigung eines Abgasstroms (102) aus einem verbrennungsfreien Prozess.
15. Verwendung einer Reinigungsvorrichtung (104) nach einem der
Ansprüche 1 bis 13 zur Reinigung eines Abgasstroms (102) aus einem Prozess, in welchem ein Gas zur Behandlung von Gegenständen genutzt wird .
16. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas zur Behandlung von Gegenständen Verbrennungsabgas ist.
17. Verwendung einer Reinigungsvorrichtung (104) nach einem der
Ansprüche 1 bis 13 zur Reinigung eines Abgasstroms (102) aus einem Prozess, welcher unter Nutzung von erhitztem Gas durchgeführt wird, wobei vorzugsweise eine Energierückgewinnungsvorrichtung (118) vorgesehen ist, welche bezüglich einer Strömungsrichtung des Abgasstroms (102) stromabwärts der Reinigungsvorrichtung (104)
angeordnet ist.
18. Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Zuführvorrichtung (106) ein Ammoniak- haltiger und/oder ein Kalk-haltiger Zusatzstoff zu dem Abgasstrom (102) zugeführt wird.
19. Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidevorrichtung (108) eine Katalysator- Abscheidevorrichtung (110) zur Umwandlung von Stickoxiden, Kohlenwasserstoffen und/oder Schwefeloxiden ist oder umfasst.
20. Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (104) eine
Energierückgewinnungsvorrichtung (118) aufweist, die die latente Verdampfungswärme der Feuchte des Abgases an ein Kühlmedium (282) überträgt.
21. Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (102) ein Abgasstrom (102) aus einem Brennprozess zur Herstellung von Keramik ist.
22. Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (102) ein Abgasstrom (102) aus einem Röstprozess oder Räucherprozess zum Rösten bzw. Räuchern von Lebensmitteln ist.
23. Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (102) ein Abgasstrom (102) aus einem Raffinerieprozess ist.
24. Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (102) ein Abgasstrom (102) aus einer Kesselanlage (236) ist.
25. Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (102) ein Abgasstrom (102) aus einem Prozess zur Metallherstellung, insbesondere zur Sinterung, zur Eisenherstellung und/oder zur Stahlherstellung, ist.
26. Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (102) ein Abgasstrom (102) aus einem Prozess zur Zementherstellung, insbesondere im Chlor-Bypass, ist.
27. Verfahren zum Reinigen eines Abgasstroms (102), wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
Zuführen des Abgasstroms (102) zu einer Reinigungsvorrichtung (104);
Reinigen des Abgasstroms (102) mittels der Reinigungsvorrichtung (104) durch Abscheiden von Teilchen und/oder durch katalytische Umsetzung mindestens eines Schadstoffs, insbesondere eines Schadgases; und/oder
Rückgewinnen der latenten Verdampfungswärme der Feuchte des Abgasstroms (102) durch Kondensation und Übertragung auf ein Kühlmedium (282).
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der
Abgasstrom (102) mittels eines oder mehrerer Abscheideelemente (150) durch Abscheiden von Teilchen und/oder durch katalytische Umsetzung mindestens eines Schadstoffs, insbesondere eines Schadgases, gereinigt wird .
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der
Abgasstrom (102) zur Reinigung desselben durch eine oder mehrere als Filterkerzen (178) ausgebildete Abscheideelemente (150) hindurchgeführt wird .
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (102) nach der Reinigung desselben mittels der Reinigungsvorrichtung (104) einer Energierückgewinnungsvorrichtung (118) zugeführt wird.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (102) ein Abgasstrom (102) einer Verbrennungsanlage, einer Anlage (212, 242) zur Herstellung von Keramik, Eisen und/oder Stahl, einer Anlage (218) zum Rösten und/oder Räuchern von Lebensmitteln, einer Raffinerieanlage (228), einer Kesselanlage (236) und/oder einer Anlage (300) zur Herstellung von Zement ist.
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