ITMI20111149A1 - Apparato e metodo per la riduzione selettiva non catalitica sncr dei nox all'interno di impianti industriali di produzione del cemento - Google Patents

Apparato e metodo per la riduzione selettiva non catalitica sncr dei nox all'interno di impianti industriali di produzione del cemento Download PDF

Info

Publication number
ITMI20111149A1
ITMI20111149A1 IT001149A ITMI20111149A ITMI20111149A1 IT MI20111149 A1 ITMI20111149 A1 IT MI20111149A1 IT 001149 A IT001149 A IT 001149A IT MI20111149 A ITMI20111149 A IT MI20111149A IT MI20111149 A1 ITMI20111149 A1 IT MI20111149A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
gas
preheater
reagent
flow rate
point
Prior art date
Application number
IT001149A
Other languages
English (en)
Inventor
Maurizio Archetti
Original Assignee
Ecospray Technologies S R L
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
Application filed by Ecospray Technologies S R L filed Critical Ecospray Technologies S R L
Priority to IT001149A priority Critical patent/ITMI20111149A1/it
Priority to US14/128,373 priority patent/US8894764B2/en
Priority to EP12745536.8A priority patent/EP2723474B1/en
Priority to PL12745536T priority patent/PL2723474T3/pl
Priority to PCT/IB2012/053164 priority patent/WO2012176161A1/en
Publication of ITMI20111149A1 publication Critical patent/ITMI20111149A1/it

Links

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
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • B01D53/565—Nitrogen oxides by treating the gases with solids
    • 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
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/364—Avoiding environmental pollution during cement-manufacturing
    • C04B7/365—Avoiding environmental pollution during cement-manufacturing by extracting part of the material from the process flow and returning it into the process after a separate treatment, e.g. in a separate retention unit under specific conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0821—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/006—Layout of treatment plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/025—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/027—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using cyclone separators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/04—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material using washing fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/2016—Arrangements of preheating devices for the charge
    • F27B7/2025—Arrangements of preheating devices for the charge consisting of a single string of cyclones
    • F27B7/2033—Arrangements of preheating devices for the charge consisting of a single string of cyclones with means for precalcining the raw material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/008—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases cleaning gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2067—Urea
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0233—Other waste gases from cement factories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/12—Methods and means for introducing reactants
    • B01D2259/124—Liquid reactants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00—Treatment devices
    • F23J2219/20—Non-catalytic reduction devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

“Apparato e metodo per la riduzione selettiva non catalitica SNCR dei NO all'interno di impianti industriali di produzione del cemento.â€
DESCRIZIONE
La presente invenzione concerne un metodo ed un apparato per la riduzione selettiva non catalitica SNCR dei NOx all'interno di impianti industriali di produzione del cemento.
Come à ̈ noto, nel processo di produzione del cemento il clinker à ̈ ottenuto per cottura ad elevata temperatura di una miscela di materie prime costituite principalmente da calcare (carbonato di calcio) ed argilla (silice, allumina, ossidi di ferro). Le materie prime sono miscelate allo stato solido nelle volute proporzioni e quindi macinate sino ad ottenere una polvere omogenea denominata “farina cruda†o “miscela cruda†. Il processo industriale attuato nelle cementerie prevede poi la cottura della farina cruda ad alta temperatura, superiore ai 1000°C, a volte prossima ai 1500°C, per mezzo di un forno, generalmente un forno rotante costituito in sostanza da un cilindro rotante inclinato, così da ottenere il clinker. Al fine di ottimizzare il rendimento energetico dell’intero processo, negli impianti di produzione di cemento à ̈ noto pre-riscaldare la farina cruda in un preriscaldatore prima di alimentarla al forno rotante.
Tra le tecniche in uso per ottenere il pre-riscaldamento della farina cruda in ingresso al forno rotante vi à ̈ quella che si basa sul cosiddetto “preriscaldatore a sospensione†o “preriscaldatore multistadio a cicloni†, costituito da una torre di cicloni in cui ciascuno stadio di preriscaldamento avviene in uno o più cicloni. In tali cicloni avviene, oltre al preriscaldamento della farina cruda, anche la separazione tra farina preriscaldata e fumi di combustione.
Infatti, come à ̈ noto, i cicloni sono posizionati in cascata in modo da essere percorsi in controcorrente dai fumi di combustione che provengono dal forno rotante.
Le fasi di preriscaldamento consentono di alimentare il forno rotante con farina parzialmente calcinata e preriscaldata ad una temperatura di circa 900-950°C, con un notevole abbattimento del consumo di energia nella successiva reazione di clinkerizzazione.
La fase di preriscaldamento permette inoltre di utilizzare forni rotanti di dimensioni più contenute, riducendo così le perdite di calore che si verificano in tali forni ed aumentando l’efficienza energetica complessiva del processo di produzione del clinker.
Nei preriscaldatore, dunque, la farina cruda di partenza à ̈ portata gradualmente dalla temperatura di circa 40°C ad una temperatura di circa 900°C in ingresso al forno, sfruttando il calore ceduto dai gas di combustione provenienti dal forno stesso.
Il riscaldamento della farina cruda à ̈ ottenuto mantenendo la farina in sospensione in una corrente di gas caldi, costituita dai fumi di combustione del forno rotante ed eventualmente dai fumi di combustione del precalcinatore, sfruttando l’elevata superficie di scambio del calore tra la farina e la fase gassosa.
Senza voler entrare nel dettaglio del funzionamento, per altro noto, del processo attuato nel preriscaldatore, à ̈ importante ricordare come nel preriscaldamento della farina siano importanti i parametri di durata del contatto fra la fase solida (farina) e la fase gassosa (fumi di combustione del forno rotante). Per garantire il tempo di contatto ottimale tra la fase solida e quella gassosa, il preriscaldatore a sospensione à ̈ costituito da una serie di cicloni posti uno sull’altro a formare una torre di altezza variabile.
La Figura 1 allegata rappresenta, nella parte di destra, uno schema semplificato di un preriscaldatore a cicloni. Tale preriscaldatore à ̈ indicato genericamente con il numero di riferimento 100, ed i cicloni disposti in cascata sono indicati rispettivamente con i numeri 101, 102, 103. Il forno rotante à ̈ indicato con il numero di riferimento 200.
Con riferimento a quanto sin qui illustrato e secondo quanto noto dallo stato dell’arte degli impianti di produzione del cemento, in corrispondenza del punto indicato con la lettera A in Figura 1 la temperatura della farina potrà essere di circa 500°C, in quanto il ciclone indicato con il numero 102 non sarà il primo dei cicloni in cascata ma sarà sormontato da altri cicloni ad esso simili.
La farina cruda entra tangenzialmente in un ciclone, viene investita dalla corrente di fumi caldi, e prosegue verso il basso per gravità cadendo nel ciclone sottostante.
In corrispondenza del punto D, all’ingresso del forno rotante, la farina cruda avrà dunque una temperatura di circa 900°C, come detto.
La corrente di fumi caldi uscenti dal forno rotante dunque à ̈ diretta verso l’alto e incontra i cicloni, preriscaldando la farina cruda, durante il suo percorso verso la sezione di uscita gas dalla torre stessa, che avviene in corrispondenza della sommità della torre di cicloni.
La preparazione del clinker in un impianto di produzione di cemento come quello sopra descritto genera enormi volumi di emissioni gassose, potenzialmente inquinanti per l’ambiente.
In particolare, la corrente gassosa uscente dal preriscaldatore à ̈ caratterizzata da un’elevata concentrazione di sostanze inquinanti, in particolare ossidi di azoto NOxe polveri. Gli NOxderivano principalmente dai processi di combustione che hanno luogo nel forno rotante e, eventualmente, nel precalcinatore. Le principali tecniche attualmente impiegate per abbattere la concentrazione di NOxnei gas prima dello scarico in atmosfera, sono:
la riduzione selettiva non catalitica, indicata in genere con SNCR, acronimo dell’espressione inglese Selective-Non-Catalityc-Reduction, che prevede la reazione degli NOxcon un agente riducente (ad esempio ammoniaca o urea) nella zona ad alta temperatura del preriscaldatore;
la riduzione catalitica selettiva, indicata in genere con SCR, acronimo dell’espressione inglese Selective-Catalityc-Reduction, che prevede la reazione degli NOxcon NH3o Urea come agente riducente in presenza di un catalizzatore. La presente invenzione, concerne per l’appunto un metodo ed un apparato per la riduzione selettiva non catalitica SNCR dei NOxnegli impianti industriali di produzione del cemento.
Secondo quanto noto dallo stato de arte, i processi di denitrificazione SNCR avvengono introducendo un agente riducente, ad esempio urea o ammoniaca, nel gas da depurare mediante nebulizzazione diretta della soluzione riducente nella corrente del gas.
Come ricordato, nel preriscaldatore il gas ad alta temperatura in uscita dal forno preriscalda la farina di calcare prima che essa entri nel forno per la cottura. Il gas contiene oltre ai NOxanche una quantità elevata di solidi in sospensione.
La concentrazione dei solidi in sospensione nei gas caldi varia fra i 40 g/Nm3 ed i 1000 g/Nm3. Questa concentrazione di polveri in sospensione limita l'efficacia dei processi di denitrificazione SNCR attualmente noti che prevedono l’iniezione diretta di soluzioni acquose contenente un agente riducente, quale ammoniaca o urea, in forma di minuscole goccioline (spray) che vengono immesse ad alta temperatura, 750-1 050°C, direttamente nella corrente di gas da trattare.
L’iniezione diretta della soluzione acquosa di urea o ammoniaca nel preriscaldatore provoca tuttavia numerosi inconvenienti.
Un primo inconveniente consiste nel fatto che la nebulizzazione diretta della soluzione acquosa nel gas comporta il contatto delle goccioline di soluzione con le polveri presenti nei gas. Il contatto diretto tra le particelle solide e le goccioline di soluzione acquosa contenente l’agente riducente provoca delle reazioni chimiche che “legano†le gocce alle particelle solide. Queste reazioni sottraggono gran parte dell’agente riducente ed il rendimento della reazione di denitrificazione diminuisce considerevolmente.
Oppure, a parità di rendimento della denitrificazione, si rende necessario nebulizzare una maggiore quantità di agente riducente, ad esempio come detto urea o ammoniaca, con conseguente incremento dei costi operativi de impianto. Un ulteriore inconveniente che affligge i sistemi SNCR che prevedono la nebulizzazione diretta di soluzione acquosa di ammoniaca o urea nel gas da trattare consiste nel fatto che i solidi in sospensione nel gas e assorbiti vengono separati e trasportati verso il forno dove, per le altissime temperature presenti, i reagenti vengono liberati ed ossidati trasformandosi parzialmente o totalmente in NOx, riducendo in modo drastico l’efficienza del processo, in quanto una parte di reagente viene persa o addirittura trasformata in NOx.
Questi inconvenienti, legati ai costi dei reagenti, fanno si che vi sia sul mercato una richiesta per metodi di denitrificazione (de-NOx) aventi maggior rendimento, in grado al contempo di ottimizzare i quantitativi di reagenti impiegati, abbattendo così i costi, e di ottimizzare il rendimento del processo, evitando che parte di questo reagente finisca per generare altri NOxda smaltire prima dello scarico dei gas in atmosfera.
Compito precipuo della presente invenzione à ̈ quindi quello di fornire un metodo ed un apparato per la riduzione selettiva non catalitica SNCR dei NOx all’interno di impianti industriali di produzione del cemento che consenta di risolvere gli inconvenienti che affliggono i sistemi di tipo noto dallo stato dell'arte.
Nell’ambito di questo compito, scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un metodo ed un apparato per la riduzione selettiva non catalitica SNCR di NOxche consenta di ottimizzare il consumo di reagente, in particolare di urea o ammoniaca, ottimizzando così i costi di gestione del processo di denitrificazione, e di ottimizzando il rendimento del processo, evitando che parte di questo reagente finisca per generare altri NOxda smaltire prima dello scarico dei gas in atmosfera. Questo compito e questi e altri scopi che risulteranno maggiormente chiari in seguito sono raggiunti da un metodo e da un apparato per la riduzione selettiva non catalitica SNCR di NOxsecondo quanto definito dalle allegate rivendicazioni. Ancora più in particolare, questi compiti e questi scopi sono raggiunti da un metodo per la riduzione selettiva non catalitica di NOxcomprendente le seguenti fasi:
- spillare una portata Q di gas da trattare, dal preriscaldatore di un apparato di produzione del cemento, in un punto del preriscaldatore in cui detto gas ha una temperatura compresa tra i 180°C e gli 800°C; - convogliare detta portata di gas ad un elemento filtrante atto a separare le particelle solide dalla corrente gassosa, ad esempio un filtro a candele ceramiche o un filtro a maniche in feltro o un ciclone; - convogliare il gas pulito in uscita da detto elemento filtrante ad un reattore in cui viene iniettato il reagente, in forma di soluzione acquosa; - nebulizzare la soluzione acquosa contenente il reagente immettendolo nel gas da trattare, ottenendo la contemporanea ed immediata evaporazione dell’acqua e gassificazione del reagente;
- reimmettere la portata di gas contenente il reagente gassificato in detto preriscaldatore in una zona con temperatura del gas compresa tra i 750 e i 1100°C.
Inoltre, questi compiti e scopi sono raggiunti da un apparato per la riduzione selettiva non catalitica SNCR dei NOxall’interno di impianti industriali di produzione del cemento comprendente una linea di aspirazione gas connessa al condotto di scarico dei gas caldi di combustione di un preriscaldatore di un impianto per la produzione del cemento ed atta a spillare una portata Q, un elemento filtrante atto a separare da detta portata Q la fase gassosa pulita Qi dalle particelle solide, una linea di ritorno per la reimmissione di dette particelle solide in detto preriscaldatore, un reattore per l’iniezione di reagente in soluzione acquosa in detta portata Qi di gas pulito, una linea di ritorno di detta portata di gas pulito contenente reagente allo stato gassoso per la reimmissione del gas pulito contenente reagente in detto preriscaldatore.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione diverranno maggiormente chiari dalla seguente descrizione dettagliata, data in forma esemplificativa e non limitativa e illustrata nell’allegata Figura 1 la quale mostra uno schema dell'apparato per la riduzione selettiva non catalitica SNCR dei NOxall’interno di impianti industriali di produzione del cemento secondo la presente invenzione.
Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione illustrata nella citata Figura 1 a titolo esemplificativo e non limitativo, detto apparato à ̈ indicato genericamente con il numero di riferimento 10. L’apparato 10 per la riduzione dei NOxsecondo la presente invenzione à ̈ adatto ad essere interconnesso ad un impianto per la produzione di clinker, e la Figura 1 allegata rappresenta, nella parte di destra, uno schema semplificato di un preriscaldatore a cicloni di un impianto per la produzione di clinker. Tale preriscaldatore à ̈ indicato genericamente con il numero di riferimento 100, ed i cicloni disposti in cascata sono indicati rispettivamente con i numeri 101, 102, 103. Il forno rotante à ̈ indicato con il numero di riferimento 200.
Con riferimento a quanto sin qui illustrato e secondo quanto noto dallo stato dell’arte degli impianti di produzione del cemento, in corrispondenza del punto indicato con la lettera A in Figura 1 la temperatura della farina, e quindi dei gas, potrà essere di circa 500°C, mentre in corrispondenza del punto indicato con la lettera D la temperatura della farina, e quindi dei gas, potrà essere incirca di 900°C.
Il metodo secondo la presente invenzione prevede di prelevare una portata Q di gas di processo (tipicamente compresa fra i 500 Nm3/h e i 5000 Nm3/h) contenente particelle solide dal preriscaldatore in un punto, indicato con A, in cui la temperatura dei gas à ̈ compresa fra i 200 e i 600°C, e di convogliare tali gas in un elemento filtrante 12.
Allo scopo l’apparato secondo la presente invenzione comprenderà dunque un primo condotto 11 il quale à ̈ adatto ad essere connesso in un punto A a detto preriscaldatore ed a convogliare la portata Q di gas di processo contenente particelle solide all’elemento filtrante 12, il quale può essere costituito da un filtro a candele ceramiche o da un filtro a maniche in feltro o da un ciclone del tipo di quelli presenti nel preriscaldatore 100.
L’elemento filtrante 12 separa dunque le particelle solide dal gas. Le particelle solide vengono reimmesse nel preriscaldatore attraverso il condotto 16 per la reimmissione delle particelle solide nel preriscaldatore in corrispondenza del punto C, a monte del forno rotante 200.
La portata QÌdi gas pulito che fuoriesce dall’elemento filtrante 12, priva di particelle solide, viene convogliata attraverso il condotto 13 al reattore 14, il quale ha la funzione di iniettare una soluzione acquosa di reagente all’interno della portata Q1 di gas pulito.
In particolare il reattore 14 inietta una soluzione acquosa di reagente, preferibilmente urea o ammoniaca.
A causa della temperatura elevata, che possiamo indicare compresa fra i 200 e i 600°C, del gas Qi in uscita dall'elemento filtrante 12, quando la soluzione acquosa viene iniettata nella portata di gas Q1 l’acqua evapora ed il reagente gassifica immediatamente, in un tempo estremamente limitato, tipicamente da 0.3 - 1 sec. II gas caldo necessario per l’evaporazione della soluzione di reagente viene così prelevato direttamente dal preriscaldatore, o dalla linea di by-pass o utilizzando l’aria calda proveniente dal clinker cooler.
Il punto di prelievo del gas può essere quello indicato con A oppure su un altro qualsiasi punto d impianto di produzione del cemento con temperatura del gas compresa fra i 200 e i 600° C.
La portata di gas in uscita dal reattore, contenente reagente allo stato gassoso, viene dunque reimmessa attraverso il condotto 15 nel preriscaldatore 100, in una zona, indicata con il punto B, in cui la temperatura dei gas à ̈ compresa tra i 750 e i 1100°C.
Secondo un aspetto preferito della presente invenzione, il reagente può essere costituito da ammoniaca o da urea.
Nel primo caso la soluzione acquosa può contenere ammoniaca in percentuali comprese preferibilmente tra il 10 e il 30% in volume.
Nel caso di urea, la soluzione acquosa può contenere urea in percentuali comprese preferibilmente tra il 5 ed il 60% in volume.
Ancora, secondo una possibile variante del metodo e dell’apparato secondo la presente invenzione, il gas pulito Q1 in cui à ̈ stato vaporizzata urea, siamo quindi nel condotto 15 a valle del reattore 14, prima di essere reimmesso nel preriscaldatore nel punto B viene fatto attraversare opportuni catalizzatori ceramici addittivati con una quantità in peso fra l’1% e il 10% di pentossido di vanadio (V205) e/o con una quantità in peso compreso fra il 10% ed il 100% di biossido di titanio (Ti02). Nel catalizzatore i prodotti della preventiva nebulizzazione di urea nel gas caldo vengono ulteriormente convertiti in composti gassosi attivi per la denitrificazione del gas di combustione.
Il gas risultante viene iniettato direttamente nel preriscaldatore in una zona con temperatura dei gas compresa tra i 750 ed i 1100°C, ovvero sempre in corrispondenza del punto B come indicato nello schema di Figura 1.
L’apparato secondo la presente invenzione à ̈ dunque in grado di performare il metodo di riduzione selettiva non catalitica (SNCR) dei NOxnegli impianti industriali di produzione del cemento.
Si à ̈ così mostrato come il metodo e l'apparato secondo la presente invenzione raggiungano lo scopo e gli oggetti proposti. In particolare, si à ̈ illustrato come il metodo di riduzione selettiva non catalitica dei NOxnegli impianti industriali di produzione del cemento secondo la presente invenzione consenta di ottimizzare il rendimento del processo di denitrificazione diminuendo la quantità di reagente necessaria a parità di efficienza della riduzione o, viceversa, aumentando l'efficienza del processo di riduzione a parità di reagente impiegato.
Si à ̈ in particolare notato come il metodo secondo la presente invenzione, consentendo l'immediata gassificazione del reagente nel gas da trattare in luogo della nebulizzazione allo stato liquido tipica nei processi noti dallo stato dell’arte, consente di eliminare gli inconvenienti descritti che affliggono i metodi e gli impianti de-NOxin cui le goccioline di reagente nebulizzato si legano alle particelle solide presenti nel gas da trattare, con gli inconvenienti sopra descritti.
L’apparato secondo la presente invenzione, atto a performare il metodo oggetto della presente invenzione, consente di gassificare direttamente il reagente all’interno del gas da trattare, preventivamente trattato per eliminare eventuali particelle solide in esso presenti, così da ottimizzare il rendimento del processo di riduzione non catalitica dei NOx.
Il metodo e l’apparato secondo la presente invenzione consentono una grande riduzione dei costi operativi del processo di denitrificazione dei gas di un impianto di produzione di cemento, principalmente per via del fatto che l’aumentata efficienza del processo di riduzione dei gas comporta un inferiore consumo di reagente (urea o ammoniaca), sia per il fatto che il processo non necessità di fornire nuova energia all’apparato che lo realizza, in quanto la temperatura necessaria per la gassificazione del reagente viene ottenuta spillando direttamente i gas da trattare in un punto dell’ impianto di produzione del clinker in cui i gas stessi hanno la temperatura necessaria.
Numerose modifiche possono essere effettuate dall'esperto del ramo senza uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione. L’ambito di protezione delle rivendicazioni, quindi, non deve essere limitato dalle illustrazioni o dalle forme di realizzazione preferite mostrate nella descrizione in forma di esempio, ma piuttosto le rivendicazioni devono comprendere tutte le caratteristiche di novità brevettabile deducibili dalla presente invenzione, incluse tutte le caratteristiche trattate come equivalenti dal tecnico del ramo.

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la per la riduzione selettiva non catalitica di NOxdei gas di processo di impianti di produzione del cemento, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: - spillare una portata (Q) di gas da trattare da un qualsiasi punto di un impianto di produzione del cemento in cui detto gas ha una temperatura compresa tra i 180°C e gli 800°C; - convogliare detta portata di gas (Q) ad un elemento filtrante (12) atto a separare eventuali particelle solide dalla corrente gassosa; - convogliare il gas pulito in uscita da detto elemento filtrante ad un reattore (14) in cui viene iniettato il reagente, in forma di soluzione acquosa; - nebulizzare la soluzione acquosa contenente il reagente immettendolo nel gas da trattare, ottenendo la contemporanea ed immediata evaporazione dell’acqua e gassificazione del reagente; - reimmettere la portata di gas (Q-i) contenente il reagente anch’esso allo stato gassoso in detto preriscaldatore in una zona con temperatura del gas compresa tra i 750 e i 1100°C.
  2. 2. Metodo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato per il fatto che detto reagente à ̈ costituito ammoniaca.
  3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato per il fatto che detto reagente à ̈ costituito da urea.
  4. 4. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta portata di gas (Q-ι) contenente reagente allo stato gassoso prima di essere reimmesso in detto preriscaldatore (100) attraversa opportuni catalizzatori ceramici addittivati con una quantità in peso fra 1 % e il 10% di pentossido di vanadio (V205).
  5. 5. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni dalla 1 alla 3, caratterizzato dal fatto che detta portata di gas (Q-i) contenente reagente allo stato gassoso prima di essere reimmesso in detto preriscaldatore (100) attraversa opportuni catalizzatori ceramici addittivati con una quantità in peso compreso fra il 10% ed il 100% di biossido di titanio (Ti02).
  6. 6. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto punto (A) in cui viene spillata la portata (Q) di gas à ̈ un punto del preriscaldatore di un impianto di produzione del cemento.
  7. 7. Apparato (10) per la riduzione selettiva non catalitica SNCR dei NOxin impianti industriali di produzione del cemento, caratterizzato dal fatto di comprendere una linea di aspirazione dei gas da trattare (11 ) collegabile in un punto (A) al condotto dì scarico dei gas caldi di combustione di un preriscaldatore (100) di un impianto per la produzione del cemento ed atta a spillare una portata (Q) di detti gas caldi di combustione, e comprendente inoltre un elemento filtrante (12) atto a separare da detta portata (Q) la fase gassosa pulita (Q1) dalle particelle solide, una linea di ritorno (16) per la reimmissione di dette particelle solide in detto preriscaldatore (100), un reattore (14) per l’iniezione di reagente in soluzione acquosa in detta portata (Q1) di gas pulito, una linea di ritorno (15) collegabile in un punto (B) a detto preriscaldatore (100) per la reimmissione di detta portata (Qi) di gas pulito contenente reagente allo stato gassoso in detto preriscaldatore (100).
  8. 8. Apparato secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto punto (A) in cui detto apparato à ̈ collegabile a detto preriscaldatore (100) di un impianto di produzione del cemento, à ̈ un punto in cui il gas di processo da trattare ha una temperatura compresa tra 180 e 800°C.
  9. 9. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detto punto (B) di reimmìssione di detta portata dì gas pulito (Q1 ) à ̈ un punto in cui il gas di processo all’interno del preriscaldatore ha una temperatura compresa tra I 750 e i 1100°C.
  10. 10. Apparato secondo una o più delle rivendicazioni dalla 6 alla 8, caratterizzato dal fatto che detto elemento filtrante (12) à ̈ costituito da un filtro a candele ceramiche.
  11. 11. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 6 alla 8, caratterizzato dal fatto che detto elemento filtrante (12) Ã ̈ costituito da un filtro a maniche in feltro.
  12. 12. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 6 alla 8, caratterizzato dal fatto che detto elemento filtrante (12) Ã ̈ costituito da un ciclone.
IT001149A 2011-06-23 2011-06-23 Apparato e metodo per la riduzione selettiva non catalitica sncr dei nox all'interno di impianti industriali di produzione del cemento ITMI20111149A1 (it)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT001149A ITMI20111149A1 (it) 2011-06-23 2011-06-23 Apparato e metodo per la riduzione selettiva non catalitica sncr dei nox all'interno di impianti industriali di produzione del cemento
US14/128,373 US8894764B2 (en) 2011-06-23 2012-06-22 Apparatus and method for the selective non-catalytic reduction (SNCR) of NOx in industrial cement production plants
EP12745536.8A EP2723474B1 (en) 2011-06-23 2012-06-22 Method for the selective non- catalytic reduction (sncr) of nox in industrial cement production plants
PL12745536T PL2723474T3 (pl) 2011-06-23 2012-06-22 Sposób selektywnej niekatalitycznej redukcji (SNCR) NO<sub>x</sub> w cementowniach przemysłowych
PCT/IB2012/053164 WO2012176161A1 (en) 2011-06-23 2012-06-22 Apparatus and method for the selective non- catalytic reduction (sncr) of nox in industrial cement production plants

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT001149A ITMI20111149A1 (it) 2011-06-23 2011-06-23 Apparato e metodo per la riduzione selettiva non catalitica sncr dei nox all'interno di impianti industriali di produzione del cemento

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITMI20111149A1 true ITMI20111149A1 (it) 2012-12-24

Family

ID=44555383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT001149A ITMI20111149A1 (it) 2011-06-23 2011-06-23 Apparato e metodo per la riduzione selettiva non catalitica sncr dei nox all'interno di impianti industriali di produzione del cemento

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8894764B2 (it)
EP (1) EP2723474B1 (it)
IT (1) ITMI20111149A1 (it)
PL (1) PL2723474T3 (it)
WO (1) WO2012176161A1 (it)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102603216B (zh) * 2012-02-29 2013-09-04 中信重工机械股份有限公司 带预分解炉的活性石灰煅烧系统及方法
EA201592181A1 (ru) * 2013-06-07 2016-07-29 Милли Спановиц Устройство и способ переработки отходов с возможностью выбора качества выпускаемых продуктов
DE102014105030A1 (de) * 2014-04-09 2015-10-15 Heinz Tischmacher Vorrichtung sowie Verfahren zum Herstellen von Düngemitteln aus Abgasen einer Produktionsanlage
DE102014005508B4 (de) * 2014-04-12 2017-12-21 Khd Humboldt Wedag Gmbh Verfahren und Anlage zur Entstickung von Rauchgasen mit SNCR (Selektive nichtkatalytische Reduktion) und nachgeschaltetem Katalysator zum Ammoniakabbau
DE102015100494A1 (de) * 2015-01-14 2016-07-14 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Reduzierung von Stickoxiden im Abgas einer Flugstrombehandlungsanlage und Flugstrombehandlungsanlage
DE102015002688B3 (de) 2015-03-04 2016-05-19 Khd Humboldt Wedag Gmbh Verfahren und Anlage zur Entstickung von Bypassabgasen in einem mehrstufigen System von Mischkammern bei einer Anlage zur Herstellung von Zementklinker
CN104785090A (zh) * 2015-04-22 2015-07-22 张少篪 一种退火窑烟气脱硝装置及工艺
DE102015111974A1 (de) * 2015-07-23 2017-01-26 Thyssenkrupp Ag Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zementklinker oder anderen mineralischen Produkten und zur Entstickung von Bypassgasen
CN107922262B (zh) * 2015-08-06 2020-12-29 卡普兰德公司 熟料窑粉尘用于气体洗涤
EP3356040A1 (en) * 2015-10-02 2018-08-08 Haldor Topsøe A/S Method for preparing a catalyst-containing ceramic filter for off-gas or exhaust gas cleaning
CN109224800A (zh) * 2018-09-30 2019-01-18 李晓龙 一种固气转化炉内脱硝的方法及设备及其使用设备
CN113003255B (zh) * 2021-02-20 2023-02-17 上海阳申石化设备安装有限公司 一种催化剂装卸装置及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3545317A1 (de) * 1985-12-20 1987-06-25 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren und anlage zur entstickung von abgasen
JPH09206552A (ja) * 1996-02-08 1997-08-12 Chichibu Onoda Cement Corp セメントプラントにおける脱硝装置及び方法
DE102009055942A1 (de) * 2009-11-26 2011-06-01 Chemisch-Thermische Prozesstechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5227422A (en) * 1975-07-23 1977-03-01 Ishikawajima Harima Heavy Ind Methdod of removing nitrogen oxides in apparatus for baking raw materials for cement
US4263264A (en) * 1978-03-15 1981-04-21 Nihon Cement Company Limited Method of abating nitrogen oxides in combustion waste gases
DE4000795A1 (de) * 1990-01-12 1991-07-18 Krupp Polysius Ag Verfahren zur reinigung der abgase von anlagen zur herstellung von zementklinker
JPH046552A (ja) 1990-04-24 1992-01-10 Mitsubishi Paper Mills Ltd 直接ポジ用ハロゲン化銀写真感光材料
DE19746817C1 (de) * 1997-10-23 1999-03-18 Wuelfrather Zement Gmbh & Co K Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung von NOx-Emissionen
DE10003283A1 (de) * 2000-01-26 2001-08-02 Krupp Polysius Ag Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut
KR20020081294A (ko) * 2000-12-01 2002-10-26 퓨얼 테크 인코포레이티드 사이드 스트림 요소 분해에 의하여 실행되는 산화질소의선택적 촉매 환원법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3545317A1 (de) * 1985-12-20 1987-06-25 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren und anlage zur entstickung von abgasen
JPH09206552A (ja) * 1996-02-08 1997-08-12 Chichibu Onoda Cement Corp セメントプラントにおける脱硝装置及び方法
DE102009055942A1 (de) * 2009-11-26 2011-06-01 Chemisch-Thermische Prozesstechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012176161A1 (en) 2012-12-27
US20140134089A1 (en) 2014-05-15
PL2723474T3 (pl) 2020-12-14
US8894764B2 (en) 2014-11-25
EP2723474A1 (en) 2014-04-30
EP2723474B1 (en) 2020-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ITMI20111149A1 (it) Apparato e metodo per la riduzione selettiva non catalitica sncr dei nox all&#39;interno di impianti industriali di produzione del cemento
CN101343047B (zh) 一种石膏生产硫酸和水泥的改进生产工艺
US9067827B2 (en) Method and installation for producing cement clinker
CN102741158B (zh) 用于燃烧硫和含硫化合物的装置和方法
CN109364741A (zh) 一种水泥窑烟气干法脱硫及高尘scr脱硝装置及工艺
CN110075680A (zh) 低硫原料生产水泥的脱硫脱硝除尘超低排放工艺及系统
ITMI20082310A1 (it) Processo per depurare una corrente di fumi di combustione proveniente da un impianto di produzione di clinker e relativo apparato
AU2016251120A1 (en) Treatment of exhaust gases from cement clinker production
ITMI20082311A1 (it) Apparato migliorato per la produzione di clinker a partire da farina cruda e relativo processo
KR20190135024A (ko) 배기 가스 처리를 위한 촉매, 배기 시스템 및 방법
CN105833692B (zh) 工业烟气干式低温协同除尘脱硫脱硝除汞一体化装置及工艺
CN106731798A (zh) 颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统和脱硝方法
CN107398155A (zh) 一种煤焦化中低温脱硫脱硝系统
CN103175408A (zh) 一种工业窑炉综合节能减排集成系统
CN106512687A (zh) 粉煤工业锅炉烟气脱硝系统和脱硝方法
CN103170229A (zh) 一种工业窑炉脱硫脱硝一体化系统
CN106731800A (zh) 玻璃窑炉烟气蓄热脱硝的系统及其应用
JPH03502547A (ja) 煙道ガスから有害物質を乾燥分離する方法とこの方法を実施する装置
ITMI20120269A1 (it) Apparato integrato per la produzione di clinker a partire da farina cruda
CN203264548U (zh) 一种工业窑炉脱硫脱硝一体化系统
CN207137657U (zh) 一种燃煤烟气除尘脱硝一体化装置
CN206597442U (zh) 粉煤工业锅炉烟气脱硝系统
CN206897151U (zh) 一种氧化铝焙烧复合sncr‑scr烟气脱硝工艺
CN206881498U (zh) 颗粒物料工业锅炉烟气脱硝系统
CN207019052U (zh) 一种循环流化床锅炉燃烧系统