ES2207199T3 - Procedimiento y dispositivo para la eliminacion catalitica de una substancia contaminante en un gas de escape de una instalacion de combustion. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para la eliminacion catalitica de una substancia contaminante en un gas de escape de una instalacion de combustion.Info
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Abstract
Procedimiento para la eliminación catalítica de una substancia contaminante en un gas de escape (6) de una instalación de combustión con estados e funcionamiento de diferentes emisiones de substancias contaminantes, donde en función de la concentración de la substancia contaminante se introduce, por unidad de tiempo, una cantidad predeterminada de un agente reductor (10) en el gas de escape (6) y se transforma junto con la substancia contaminante en un catalizador (9), caracterizado porque se forma un valor medio temporal para la concentración de la substancia contaminante generada por la instalación de combustión sobre varios estados de funcionamiento con diferentes emisiones de substancia contaminante y porque en el caso de un catalizador (8) que, dada una dosificación estequiométrica del agente reactivo (10) con la substancia contaminante, está diseñado para la conversión esencialmente completa de la substancia contaminante, el agente reactivo (10) es introducido en el gas de escape (6)en una proporción subestequiométrica con relación al valor medio temporal de la concentración de substancia contaminante.
Description
Procedimiento y dispositivo para la eliminación
catalítica de una substancia contaminante en un gas de escape de
una instalación de combustión.
La invención se refiere a un procedimiento para
la eliminación catalítica de una substancia contaminante en un gas
de escape de una instalación de combustión, donde en función de la
concentración de la substancia contaminante se introduce, por
unidad de tiempo, una cantidad predeterminada de un agente reductor
en el gas de escape y se transforma junto con la substancia
contaminante en un catalizador. La invención se refiere, además, a
un dispositivo para la realización del procedimiento
mencionado.
Durante la combustión de un combustible fósil o
de basura en una instalación de combustión se producen en una
extensión considerable substancias contaminantes como óxidos
nítricos, hidrocarburos, monóxido de carbono, óxidos de azufre y
especialmente dioxinas y furanos, que pueden llegar al medio
ambiente a través del gas de escape de la instalación de
combustión. Una instalación de combustión que emite tales
substancias contaminantes es, por ejemplo, una instalación de
caldera, una central eléctrica de fósiles quemada con carbón,
petróleo o gas, una turbina de gas o, en cambio, también un motor
de combustión, especialmente un motor Diesel. También una
instalación de combustión de basura emite las substancias
contaminantes mencionadas.
En virtud de las disposiciones legales estrictas,
que limitan la cantidad de las substancias contaminantes
mencionadas anteriormente contenidas en los gases de escape, es
necesario para las instalaciones de combustión mencionadas un
tratamiento adicional de los gases de escape para la reducción de
las substancias contaminantes contenidas en ellos. A tal fin se han
desarrollado en el pasado una pluralidad de catalizadores, que
convierten las substancias contaminantes mencionadas en compuestos
no peligrosos.
Así, por ejemplo, se conocen para la reducción de
las substancias contaminantes en el gas de escape de un motor Otto
catalizadores que contienen metales nobles, en los que se
convierten hidrocarburos y monóxido de carbono con óxidos nítricos
en dióxido de carbono, nitrógeno y/o agua. También se conocen
catalizadores para la eliminación de dioxinas y/o furanos, que
comprenden un material catalíticamente activo sobre la base de
dióxido de titanio, en los que las dioxinas y/o furanos se oxidan
con oxígeno residual presente en el gas de escape en compuestos no
contaminantes.
Cuando la composición del gas de escape no es
adecuada, es necesario muchas veces que se añada al gas de escape
adicionalmente un agente reactivo, que reacciona en un catalizador
adecuado con la substancia contaminante a eliminar para formar
compuestos no contaminantes. Por ejemplo, para la eliminación de
óxidos nítricos en gases de escape que contienen oxígeno debe
añadirse al gas de escape, como agente reactivo, un agente reductor
adecuado, que también en presencia de oxígeno reduce los óxidos
nítricos presentes en el gas de escape en nitrógeno no
contaminante. Esta reacción se puede catalizar con un llamado
catalizador de DeNOx sobre la base de dióxido de titanio con
aportaciones de pentóxido de vanadio, trióxido de molibdeno y/o
trióxido de volframio, que convierte según el procedimiento SCR de
la reducción catalítica selectiva los óxidos nítricos con un
agente reductor adecuado como amoníaco en nitrógeno y agua.
Para conseguir una eliminación completa de la
substancia contaminante en el gas de escape, debe añadirse el
agente reactivo agregado por separado en una cantidad
estequiométrica con respecto a la concentración de la substancia
contaminantes. No obstante, puesto que en las instalaciones de
combustión, la concentración de la substancia contaminante en el gas
de escape oscila con frecuencia en el tiempo, y puesto que, además,
otros factores del gas de escape, como temperatura o presión,
influyen en la reacción de las substancias contaminante con el
agente reactivo, se produce con mucha frecuencia una
sobredosificación del agente reactivo. Esto tiene como consecuencia
una emisión del agente reactivo junto con el gas de escape al
medio ambiente. Debe evitarse una emisión de agente reactivo de
este tipo -designada también como arrastre de agente reactivo-
cuando el agente reactivo propiamente dicho no es inocuo.
Adicionalmente, una sobredosificación del agente reactivo significa
siempre también un modo de trabajo poco rentable, puesto que
permanece agente reactivo caro no utilizado en el gas de
escape.
Se puede deducir a partir del documento US
5.047.220 una instalación de combustión estacionaria con una
emisión de substancia contaminante esencialmente constante. En esta
instalación, está prevista la detección de la concentración de
óxido nítrico en el gas de escape después de un catalizador. En
función de la concentración de óxido nítrico medida después del
catalizador se adapta la cantidad del agente reactivo a dosificar.
Sin embargo, este sistema es menos adecuado para una instalación de
combustión no estacionaria, en la que en virtud de los cambios de
carga se producen estados de funcionamiento con diferentes
emisiones de substancia contaminante.
Por lo tanto, con gasto técnico considerable se
pretende una dosificación estequiométrica lo más exacta posible del
agente reactivo, adaptada al estado actual del gas de escape. En
este caso, para la determinación de la cantidad de agente reactivo
a introducir por unidad de tiempo en el gas de escape no sólo es
necesario o bien medir directamente la concentración de la
substancia contaminante que predomina en el gas de escape o
calcularla con la ayuda de curvas características de los parámetros
de la instalación de combustión que son relevantes para el
funcionamiento, sino que deben considerarse también parámetros del
catalizador que son relevantes para el funcionamiento, por ejemplo
temperatura del catalizador, actividad catalítica o capacidad de
almacenamiento, y parámetros del gas de escape, por ejemplo presión,
composición del gas o temperatura, a través de procedimientos de
análisis adecuados. Un procedimiento de este tipo técnicamente
costoso para la determinación de la cantidad de dosificación de un
agente reactivo en el gas de escape que contiene óxido nítrico se
conoce, por ejemplo, a partir del documento EP 0 697 062 B1.
Sin embargo, un procedimiento costoso de este
tipo con una analítica de medición cara no es conveniente por
razones de costes precisamente para el reequipamiento de
instalaciones de combustión anticuadas. Además, precisamente en la
instalación de gases de escape de motores de combustión empleados
para la tracción de vehículos no existe ya espacio adicional para
elementos sensores necesarios para la detección de parámetros
específicos de los gases de escape y del catalizador.
Adicionalmente, el dispositivo de introducción necesario para una
dosificación exacta debe estar diseñado con alta capacidad dinámica,
para adaptarse de una manera rápida y exacta a cualquier estado de
funcionamiento de la instalación de combustión y a los parámetros
correspondientes de los gases de escape. También esto provoca
costes altos.
El cometido de la invención es indicar un
procedimiento de coste especialmente favorable y sencillo para la
eliminación catalítica de la substancia contaminante en un gas de
escape de una instalación de combustión a través de la conversión
de un agente reactivo, sin que se produzca en este caso un arrastre
considerable o un consumo excesivo de agente reactivo. También debe
indicarse un dispositivo especialmente sencillo, que requiera poco
espacio y, además, que sea de coste favorable para la realización
del procedimiento.
Con respecto al procedimiento, se forma un valor
medio temporal para la concentración de la substancia contaminante
generada por la instalación de combustión sobre varios estados de
funcionamiento con diferentes emisiones de substancia contaminante
y en el caso de un catalizador que, dada una dosificación
estequiométrica del agente reactivo con la substancia contaminante,
está diseñado para la conversión esencialmente completa de la
substancia contaminante, el agente reactivo es introducido en el
gas de escape en una proporción subestequiométrica con relación al
valor medio temporal de la concentración de substancia
contaminante.
Por lo tanto, en una primera etapa, la invención
parte de que se puede evitar un arrastre de agente reactivo, cuando
no se requiere una conversión completa, sino sólo una conversión
considerable de la substancia contaminante. En tal caso, durante
toda la duración del funcionamiento de la instalación de combustión
se dosifican a la instalación de combustión proporciones
subestequiométricas de acuerdo con la conversión deseada. Esto
ofrece una seguridad suficiente en el caso de oscilaciones pequeñas
de la concentración de la substancia contaminante en el caso de
estados de funcionamiento imprevisibles de la instalación de
combustión. Sin embargo, en tal modo de proceder persiste el mismo
problema que en una dosificación estequiométrica en cada estado de
funcionamiento. También en el caso de una dosificación
subestequiométrica debe asegurarse para cada estado de
funcionamiento de la instalación de combustión que se dosifica
realmente en proporciones subestequiométricas de acuerdo con la
concentración actual de la substancia contaminante. Para evitar de
esta manera con seguridad un arrastre de agente reactivo, se
requieren de nuevo instrumentos de medición analíticos.
La invención parte ahora en una segunda etapa de
que se puede evitar tal gasto cuando no se considera cada estado de
funcionamiento de la instalación de combustión por sí, sino que se
considera la duración de funcionamiento de la instalación de
combustión promediada en el tiempo. Si se determina un valor medio
temporal para la concentración de la substancia contaminante en el
gas de escape y se introduce en el gas de escape el agente reactivo
en proporciones subestequiométricas con relación al valor medio,
entonces se interceptan las oscilaciones con respecto a la
concentración de la substancia contaminante, sin que se produzca
una emisión adicional de agente reactivo. Si la concentración
actual de la substancia contaminante en el gas de escape es menor
que el valor medio de la concentración promediado sobre un cierto
periodo de tiempo o sobre varios estados de funcionamiento,
entonces se convierte y se consume totalmente la cantidad excesiva
de agente reactivo con la substancia contaminante presente
adicionalmente de una manera sencilla en el catalizador. Esto se
aplica evidentemente sólo cuando el catalizador está diseñado de tal
forma que en el caso de una dosificación estequiométrica del agente
reactivo con respecto a la substancia contaminante se consigue una
reacción esencialmente completa de la substancia contaminante. Si
el valor actual de la concentración de la substancia contaminante
excede el valor medio, entonces la cantidad excesiva de substancia
contaminante permanece como proporción no convertida en el gas de
escape, lo que, sin embargo, no perjudica la conversión general, en
efecto, no completa, pero considerable, considerada sobre la
duración de funcionamiento de la instalación de combustión.
El procedimiento según la invención ofrece la
ventaja de que no son necesarios aparatos de medición analítica y
sensores costosos para la supervisión de la composición actual de
los gases de escape, para la supervisión de la temperatura actual
de los gases de escape o para la supervisión del estado actual del
funcionamiento del catalizador y, sin embargo, se evita con
seguridad un arrastre de agente reactivo. Tampoco en la instalación
de introducción para la introducción del agente reactivo en el gas
de escape se plantean altos requerimientos con respecto a la
exactitud de la dosificación o con respecto a la dinámica, puesto
que las oscilaciones en la cantidad de entrada del agente reactivo
son compensadas a través de la dosificación en todo caso
subestequiométrica. Todo esto predestina el empleo de este
procedimiento para la purificación de los gases de escape en
instalaciones antiguas o en instalaciones de combustión, en las que
para el cumplimiento de las especificaciones legales sobre gases de
escape no se requiere forzosamente la eliminación de la proporción
total de substancia contaminante en el gas de escape. Especialmente
esto afecta a motores de combustión empleados para la tracción de
vehículos, especialmente motores Diesel, para los que se reducen
sólo poco a poco los valores límite de las emisiones permitidas de
substancias contaminantes.
Especialmente se ha mostrado que se puede evitar
con seguridad un arrastre de agente reactivo o de productos
secundarios derivados del mismo, cuando el agente reactivo es
introducido en proporciones subestequiométricas con respecto al
valor medio en el gas de escape de la instalación de combustión, de
tal manera que se convierte realmente una proporción entre el 55 y
el 95% de la substancia contaminante. En este caso, se compensan
con seguridad las oscilaciones con respecto a la emisión de
substancia contaminante, sin que se produzca una emisión de agente
reactivo.
De una manera más ventajosa, el agente reactivo
es introducido en proporciones subestequiométricas con respecto al
valor medio de tal forma que la proporción convertida de la
substancia contaminante presenta un valor del 75%. En este caso, se
consigue una eliminación considerable de la substancia contaminante
y al mismo tiempo existen reservas de seguridad suficientes para
compensar las oscilaciones con respecto a la cantidad de agente
reactivo o a la concentración de la substancia contaminante, sin
que se produzca una emisión excesiva de agente reactivo detrás del
catalizador.
La dosificación del agente reactivo se puede
realizar de una manera sencilla introduciendo durante un estado de
funcionamiento de la instalación de combustión con una emisión de
substancia contaminante aproximadamente constante en el tiempo el
agente reactivo en proporcionan subestequiométricas también
constantes. Si se desea, por ejemplo, una conversión media de la
substancia contaminante del 80% durante el periodo de
funcionamiento de la instalación de combustión, entonces se
introduce en el gas de escape durante un estado de funcionamiento
de este tipo, de acuerdo con la concentración de la substancia
contaminante presente en el gas de escape, de una manera sencilla
una cantidad de agente reactivo reducida en el factor
correspondiente con respecto a la cantidad estequiométrica.
De manera ventajosa, la concentración de la
substancia contaminante se puede determinar en el gas de escape
directamente a través de un sensor adecuado. A partir de los
valores de medición registrados se puede formar entonces un valor
medio temporal, en el que se dosifica en proporciones
correspondientemente subestequiométricas. El periodo de tiempo sobre
el que se realiza el promedio depende en este caso de la
instalación de combustión. Tampoco en el caso de una instalación de
combustión con cambios de carga frecuentes deben plantearse
exigencias altas a un sensor de este tipo con respecto a su
velocidad de reacción.
De una manera más ventajosa, el valor de la
concentración de la substancia contaminante, determinado por un
sensor relativamente lento, se tiene en cuenta directamente como un
valor medio para la entrada correspondientemente subestequiométrica
del agente reactivo.
De manera alternativa, la concentración de la
substancia contaminante en el gas de escape se puede determinar a
partir de parámetros de la instalación de combustión que son
relevantes para el funcionamiento. A tal fin, se deposita en una
unidad de control adecuada un campo característico correspondiente,
que representa una relación funcional entre un estado de
funcionamiento de la instalación de combustión, definido a través
de los parámetros relevantes para el funcionamiento, y la
concentración de la substancia contaminante en el gas de escape.
Los parámetros relevantes para el funcionamiento pueden ser, por
ejemplo, la temperatura de la combustión, la conversión del
combustible, el consumo de oxígeno o la carga. En el caso de un
motor de combustión, están disponibles también como tales
parámetros relevantes para el funcionamiento, la posición del pedal
del acelerador, el número de revoluciones o el par de torsión.
El procedimiento indicado es adecuado
especialmente para la eliminación de óxidos nítricos según el
procedimiento SCR. Como un agente reactivo adecuado es ventajoso en
este caso amoníaco o una substancia que libera amoníaco,
especialmente urea.
Para la realización del procedimiento se indica
un dispositivo para la eliminación catalítica de una substancia
contaminante en un gas de escape de una instalación de combustión
con un canal de gases de escape, con un dispositivo de introducción
para la introducción del agente reactivo en el gas de escape, con un
catalizador que puede ser atravesado por una corriente de mezcla de
gas de escape / agente reactivo para la reacción del agente
reactivo con la substancia contaminante y con una unidad de control
para el control del caudal del agente reactivo en el dispositivo de
introducción en función de la concentración de la substancia
contaminante en el gas de escape, estando diseñado el catalizador
según la invención de tal forma que en el caso de una dosificación
estequiométrica del agente reactivo con relación a la concentración
de la substancia contaminante, se realiza una conversión
esencialmente completa de la substancia contaminante, y donde la
unidad de control está diseñada para la determinación de un valor
medio temporal, formado sobre varios estados de funcionamiento con
diferentes emisiones de substancia contaminante, de la substancia
contaminante generada por la instalación de combustión en el gas de
escape y para una dosificación subestequiométrica del agente
reactivo de acuerdo con este valor medio. De manera más ventajosa,
la unidad de control está diseñada para una dosificación
subestequiométrica de tal forma que la proporción de la substancia
contaminante convertida en el catalizador está entre el 55 y el
95%, con preferencia es el 75%. La unidad de control detecta a tal
fin el estado actual de la concentración de la substancia
contaminante en el gas de escape y determina a partir del mismo un
valor medio de la concentración promediado sobre un cierto periodo
de tiempo. Con un factor de reducción predeterminado con respecto a
la cantidad estequiométrica se introduce entonces en el gas de
escape una cantidad de agente reactivo correspondientemente
subestequiométrica a través del dispositivo de introducción.
En el caso de una instalación de combustión
accionada con cambios de carga frecuentes, puede estar previsto a
este respecto de una manera más ventajosa que la unidad de control
reconozca los estados de funcionamiento con emisión casi constante
de substancia contamínate y dosifique durante este tiempo
proporciones subestequiométricas de una manera correspondiente.
Solamente se requiere predeterminar la conversión media deseada de
la substancia contaminante entre el 55 y el 95%, con preferencia el
75%.
El dispositivo de introducción propiamente dicho
puede estar realizado de una manera conocida en sí en forma de una
válvula de inyección, de una tobera de inyección o en el caso de
instalaciones grandes en forma de una rejilla de inyección
distribuida sobre la sección transversal del canal de gases de
escape. La dosificación se puede realizar en este caso o bien a
través de control directo de la tobera de inyección o de la válvula
de inyección o a través de una válvula controlable prevista en el
conducto de alimentación para el agente reactivo.
Para la detección de la concentración de la
substancia contaminante en el gas de escape está dispuesto de
manera más ventajosa un sensor adecuado en el conducto de gases de
escape entre la instalación de combustión y el catalizador. Por
medio del sensor, en virtud de un tiempo de reacción largo que se
extiende sobre diferentes estados de funcionamiento de la
instalación de combustión, no es necesario que la unidad de control
propiamente dicha reconozca los estados de funcionamiento con
emisión aproximadamente constante de substancia contaminante.
Solamente se necesita tener en cuenta el valor determinado por medio
del sensor de la concentración de la substancia contaminante para
la dosificación subestequiométrica.
En otra configuración ventajosa de la invención,
la concentración del gas de escape se determina con la ayuda de
parámetros de la instalación de combustión que son relevantes para
el funcionamiento. A tal fin, como ya se ha descrito, en la unidad
de control está depositado un campo de curvas características
correspondiente o una curva característica. Para la detección de los
parámetros relevantes para el funcionamiento están asociados
elementos sensores adecuados a la unidad de control. Se ofrece tal
modo de proceder especialmente en el caso de un motor de combustión
interna, que dispone de una gestión electrónica del motor y, por lo
tanto, de un interfaz electrónico adecuado. A través de tal interfaz
se pueden deducir de una manera sencilla informaciones sobre el
estado de funcionamiento de la instalación de combustión, como por
ejemplo la temperatura de la combustión, el consumo de combustible,
el par de torsión, el número de revoluciones, peso también el
instante de la inyección y similares. Los sensores previstos para
ello pertenecen al estado de la técnica.
Especialmente para la eliminación de óxidos
nítricos según el procedimiento SCR es ventajoso que el catalizador
esté configurado como un catalizador de DeNOx en forma de panal de
abejas y que comprenda los materiales dióxido de titanio de 70 a
95% en peso, trióxido de volframio y/o trióxido de molibdeno de 5 a
20% en peso y menos de 5% en peso de pentóxido de vanadio. Como
agente reactivo se puede utilizar a tal fin amoníaco o una
substancia que libera amoníaco, tal como urea.
A continuación se explica en detalle un ejemplo
de realización de la invención con la ayuda del dibujo. En este
caso:
La figura 1 muestra un motor Diesel con un
dispositivo conectado para la eliminación catalítica de los óxidos
nítricos desde el gas de escape.
En la figura 1 se muestra como una instalación de
combustión 1 un motor Diesel, que está equipado con un dispositivo
de purificación de gases de escape para la eliminación de óxidos
nítricos. Este motor Diesel presenta un interfaz 3, en el que se
pueden tomar por vía electrónica los valores actuales de parámetros
relevantes para el funcionamiento. A través de una alimentación 4 de
combustible y de una aspiración de aire 5 se pone a la disposición
del motor Diesel una mezcla de combustible / aire para la
combustión. El gas de escape 6 del motor Diesel es conducido a
través de un codo a un canal 7 de gases de escape y es guiado hacia
el exterior a través de un catalizador 8. En este caso, el
catalizador 7 está configurado como un llamado catalizador de DeNOx,
que descompone óxidos nítricos, de acuerdo con el procedimiento SCR
conocido, con la ayuda del agente reactivo amoníaco para formar
nitrógeno molecular y agua. La cantidad de amoníaco necesaria se
obtiene a través de hidrólisis a partir de urea dosificada.
Para la dosificación de la urea está previsto un
dispositivo de introducción 9, que comprende para el agente
reactivo 10 (= urea) un depósito de reserva 11, un conducto de
alimentación 12, una válvula dosificadora 13 y una boquilla de
inyección 14.
El catalizador 8 para la eliminación de óxidos
nítricos está configurado como un cuerpo extruido macizo en forma
de panal de abejas compuesto por una masa cerámica de 90% en peso
de dióxido de titanio, 8% en peso de trióxido de volframio y menos
de 2% en peso de pentóxido de vanadio. El diseño del catalizador 8
se selecciona de tal forma que también en el caso de emisión máxima
de óxidos nítricos, con una dosificación estequiométrica del agente
reactivo 10, se lleva a cabo una eliminación esencialmente completa
de los óxidos nítricos.
Adicionalmente, entre la instalación de
combustión 1 y el catalizador 8 en el canal 7 de gases de escape
está dispuesto un sensor 15 de substancias contaminantes
convencional para la detección de la concentración de óxido nítrico
a través de la modificación de la conductividad.
Para el control del dispositivo de introducción
está prevista una unidad de control 18. A través de las salidas 19,
20 y 21 del interfaz 3 del motor Diesel están a la disposición de
la unidad de control los valores actuales para el consumo de
combustible, el número de revoluciones o bien el par de torsión.
Además, a través de la salida 22 del sensor 15 de substancia
contaminante se puede recurrir a la emisión de óxidos nítricos
medida del motor Diesel.
Opcionalmente, se puede utilizar directamente la
concentración de óxido nítrico determinada a través del sensor 15
de substancias contaminantes o calculada a través de una curva
característica implementada en la unidad de control 18, a partir de
los parámetros relevantes para el funcionamiento consumo de
combustible, número de revoluciones y par de torsión, para la
determinación de la cantidad de agente reactivo 10 a introducir por
unidad de tiempo.
En los estados de funcionamiento de la
instalación de combustión con un desarrollo temporal
aproximadamente constante de la concentración de óxidos nítricos en
el gas de escape, la unidad de control 18 controla la válvula
dosificadora 13 del dispositivo de introducción 9 de tal forma que
se añade al gas de escape 6 por unidad de tiempo, de acuerdo con un
factor de reducción predeterminable frente a la cantidad
estequiométrica de agente reactivo 10 una cantidad
correspondientemente reducida de agente reactivo 10. La urea
introducida se descompone en el gas de escape 6 a través de
hidrólisis en amoníaco y restos, reaccionando el amoníaco como un
agente reactivo con los óxidos nítricos en el catalizador 8. Para
la unidad de control se puede introducir un valor de conversión
para la substancia contaminante entre el 55% y el 95%.
En el caso del cálculo de la concentración de la
substancia contaminante a partir de los parámetros relevantes para
el funcionamiento, la unidad de control 18 promedia durante un
periodo de tiempo de minutos. En el caso de la determinación de la
concentración por medio del sensor 15 de substancias contaminantes
se utiliza el valor medido directamente como un valor medio.
Claims (14)
1. Procedimiento para la eliminación catalítica
de una substancia contaminante en un gas de escape (6) de una
instalación de combustión con estados e funcionamiento de
diferentes emisiones de substancias contaminantes, donde en función
de la concentración de la substancia contaminante se introduce, por
unidad de tiempo, una cantidad predeterminada de un agente reductor
(10) en el gas de escape (6) y se transforma junto con la
substancia contaminante en un catalizador (9), caracterizado
porque se forma un valor medio temporal para la concentración de la
substancia contaminante generada por la instalación de combustión
sobre varios estados de funcionamiento con diferentes emisiones de
substancia contaminante y porque en el caso de un catalizador (8)
que, dada una dosificación estequiométrica del agente reactivo (10)
con la substancia contaminante, está diseñado para la conversión
esencialmente completa de la substancia contaminante, el agente
reactivo (10) es introducido en el gas de escape (6) en una
proporción subestequiométrica con relación al valor medio temporal
de la concentración de substancia contaminante.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el agente reactivo (10) es introducido
en el gas de escape (6) en una proporción subestequiométrica con
respecto al valor medio, de tal forma que la proporción de la
substancia contaminante realmente convertida en el catalizador (8)
esté entre 55 y 95%.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el agente reactivo (10) es introducido
en proporciones subestequiométricas con respecto al valor medio,
de tal forma que la proporción de la substancia contaminante
convertida es el 75%.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el agente
reactivo (10) es introducido también de una manera constante en el
tiempo en proporciones subestequiométricas durante estados de
funcionamiento de la instalación de combustión (1) con una emisión
de substancia contaminante aproximadamente constante en el
tiempo.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el valor medio
temporal se forma a través de una medición de la concentración de
la substancia contaminante directamente en el gas de escape (6).
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque el valor medio temporal se forma a
través de un sensor (15) de substancia contaminante con tiempo de
reacción largo.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el valor medio
temporal se determina a partir de parámetros de la instalación de
combustión (1) que son relevantes para el funcionamiento.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el agente
reactivo (10) es amoníaco o una substancia que libera amoníaco,
especialmente urea, y como substancia contaminante se eliminan
óxidos nítricos según el procedimiento de la reducción catalítica
selectiva en un catalizador de DeNOx.
9. Dispositivo para la eliminación catalítica de
una substancia contaminante en un gas de escape (6) de una
instalación de combustión (1) con estados de funcionamiento de
diferentes emisiones de substancia contaminante, con un canal de
escape de gases (7), con un dispositivo de introducción (9) para la
introducción de un agente reactivo (10) en el gas de escape (6), con
un catalizador (8) que puede ser atravesado por la corriente de
gases de escape (6) para la reacción del agente reactivo (10) con
la substancia contaminante y con una unidad de control (18) para el
control del caudal de agente reactivo en el dispositivo de
introducción (9) en función de la concentración de la substancia
contaminante en el gas de escape (6), caracterizado porque el
catalizador (8) está diseñado de tal forma que, en el caso de una
dosificación estequiométrica del agente reactivo (10) con relación a
la concentración de la substancia contaminante, se realiza una
conversión esencialmente completa de la substancia contaminante, y
porque la unidad de control (18) está diseñada para la
determinación de un valor medio temporal, formado sobre varios
estados de funcionamiento con diferentes emisiones de substancia
contaminante, de la substancia contaminante generada por la
instalación de combustión en el gas de escape (6) y para una
dosificación subestequiométrica del agente reactivo (10) de acuerdo
con este valor medio.
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque la unidad de control (18) está diseñada
para una dosificación subestequiométrica del agente reactivo (10),
de tal manera que la proporción de la substancia contaminante
convertida en el catalizador (8) está entre el 55 y el 95%, con
preferencia el 75%.
11. Dispositivo según la reivindicación 9 ó 10,
caracterizado porque la unidad de control (18) está diseñada
para la formación del valor medio durante estados de funcionamiento
de la instalación de combustión (1) con emisión aproximadamente
constante de la substancia contaminante.
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones
9 a 11, caracterizado porque en el canal de gases de escape
(7), entre la instalación de combustión (1) y el catalizador (8)
está dispuesto un sensor (15) de substancias contaminantes,
conectado con la unidad de control (18), para la detección de la
concentración de la substancia contaminante en el gas de escape.
13. Dispositivo según una de las reivindicaciones
9 a 11, caracterizado porque parámetros relevantes para el
funcionamiento de la instalación de combustión (1) están
disponibles para la unidad de control (18), y porque la unidad de
control (18) está diseñada para la determinación de la
concentración de la substancia contaminante en el gas de escape a
partir de los parámetros relevantes para el funcionamiento.
14. Dispositivo según una de las reivindicaciones
9 a 13, caracterizado porque el catalizador (8) está
configurado como catalizador de DeNOx en forma de panal de abejas
para la eliminación de óxidos
nítricos por medio de un agente reductor y comprende los materiales dióxido de titanio de 70 a 95% en peso, trióxido de volframio y/o trióxido de molibdeno de 5 a 20 % en peso y menos de 5% en peso de pentóxido de vanadio.
nítricos por medio de un agente reductor y comprende los materiales dióxido de titanio de 70 a 95% en peso, trióxido de volframio y/o trióxido de molibdeno de 5 a 20 % en peso y menos de 5% en peso de pentóxido de vanadio.
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