NO162746B - Fremgangsmaate for rensing av avgasser fra en forbrenningsanordning. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å minske formaldehyd, carbonmonoxyd, nitrogenoxyd, hydrocarboner og blåsyre i avgasser fra en forbrenningsanordning som drives med flytende eller gassformig grensel, hvor avgassen blandes med ammoniakk og føres over en katalysator som består av jernoxyd og/eller et blandingsoxyd av jern- og kromoxyd med den grovporige struktur for de naturlig forekommende materialer.

Selektive prosesser, såkalte SCR-prosesser, er kjente. Ved anvendelse av disse fås ved hjelp av ammoniakk som reduksjonsmiddel og ved hjelp av en katalysator reduksjon av NO . Ved disse prosesser gås det ut fra "rene" avgasser. Slike "rene" avgasser dannes i kjemiske anlegg, for eksempel salpetersyreanlegg eller adipinsyreanlegg. Dersom imidler-tid røkgasser forekommer som inneholder skadelige stoffer, kan SCR-prosesser ikke uten videre anvendes. Røkgassene må før reduksjonen renses ved vasking eller på annen måte, for eksempel ved filtrering.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en fremgangsmåte av den nevnte type, hvor avgassen uten å være befridd for de skadelige stoffer,kan føres over en katalysator i en reaktor.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen som er sær-preget ved at det til katalysatoren tilblandes kromoxyd for avpasning til den ønskede reduksjonstemperatur slik at når det anvendes en reduksjonstemperatur som ligger mellom 250°C og 450°C, tilblandes 12% Cr203 for en ønsket reduksjonstemperatur på 280°C, 6% Cr-^O-j tilblandes for en ønsket reduks jonstemperatur på 365°C, og 0,03% C^O^ tilblandes for en ønsket reduksjonstemperatur på 450 C.

I reaktoren blir formaldehyd, carbonmonoxyd, nitrogenoxyder, hydrocarboner og blåsyre alle redusert. Det er en ytterligere fordel ved den foreliggende fremgangsmåte at også lett smuss i avgassene, for eksempel på grunn av svovel-forbindelser, ubrent brensel, smøremidler eller sot, ikke fører til forgiftning av katalysatoren og ikke til at denne blir tilstoppet på grunn av avleiringer.

Den beskrevne fremgangsmåte kan anvendes for eksempel for rensing av avgass fra en gass-Otto-forbrenningsmotor eller en dieselmotor eller en brenner for flytende gass.

Ytterligere fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen fremgår av den nedenstående beskrivelse.

På tegningen viser

Figur 1 et anlegg for rensing av avgass,

Fig. 2 et annet anlegg for rensing av avgass under utnyttelse av spillvarme, og Fig. 3 et tredje anlegg med utnyttelse av spillvarme og forkjøling av avgassen.

Avgassen fra en forbrenningsinnretning 1 blir direkte tilført en reaktor 2. Denne står i forbindelse med en skorstein 3. Reaktoren 2 oppviser to katalysatorlag 4

og 5. Foran disse blir ammoniakk tilført reaktoren 2.

Som katalysator 4,5 anvendes et blandingsoxyd som består av naturlig forekommende materialer og tilnærmet har den følgende sammensetning:

85% Fe (Ill)-oxyd

10% Cr (Ill)-oxyd

2% Cr ( IV)-oxyd,

såvel som tilblandinger av siliciumdioxyd, alkalier og jordalkalier.

Som katalysator kan også en jernoxydkatalysator anvendes som består av naturlig forekommende materialer og har følgende sammensetning: 85 % - 90 % Fe-O 2 3 3 % - 4 % Fe304

0,5 % - 1,5 % MnO

4 % - 5 % SiO,

såvel spor av andre alkali- og jordalkaliforbindelser.

Som katalysator kan også en katalysator anvendes som består av en blanding av de to ovennevnte katalysatorer.

Tilblandingen av krom (Ill)-oxydet foretas i overens-stemmelse med den ønskede reduksjonstemperatur som ligger mellom 250 og 450°C. For en ønsket reduksjonstemperatur av 280°C blir 12% Cr^ O^- i for en reduks jonstemperatur av 365°C 6% CrO^ og for en reduks jonstemperatur av 450°C 0,03% CrO-^ anvendt. Derved kan katalysatorens aktivitetsmaksimum til-svarende innstilles.

Til reaktoren 2 ble avgasser med følgende sammensetning tilført fra forbrenningsinnretningen 1 som i det foreliggende tilfelle var en motor: 70 - 77 vol%,'N2 4 - 7,2 vol% C02

6,7 - 15 vol% H00

5 - 11,5 vol% 02

Avgassene inneholdt dessuten følgende andeler av skadelige stoffer som ved å forandre forbrenningslufttem-peraturen og motorens innstilling ble variert mellom

2016 - 816 mg HCOH/m<3> avgass

2,07- 9,22 mg HCN/m<3> avgass

1950 - 885 vppm Nox

40 0 - 130 vppm CO

525 - 505 vppm CHx>

I tillegg forekom spor av uforbrente smørestoffer og sot i avgassene.

For oppkjøring av anlegget blir reaktoren oppvarmet. Dette finner sted ved hjelp av de varme avgasser og/eller ved hjelp av et hjelpeoppvarmingsaggregat. Når katalysator-lagene 4 og 5 har nådd arbeidstemperaturen, kan ammoniakk tilsettes. Da reaksjonen mellom ammoniakk og nitrogenoxydene er eksoterm, fås en svak temperaturøkning ved reaktorens utløp. Ved reduksjon pr. 1000 vppm nitrogenoxyder fås en temperaturøkning av ca. 10°C.

Målinger av avgassene som forlot reaktoren 2, ga de følgende reduksjonsvirkningsgrader:

Ingen avleiringer av sot eller andre stoffer kunne iakttas på katalysa<torlagene 4 og 5. Dette kan til-bakeføres til de naturlige materialers grovporede struktur. Slitasjefastheten er for de naturlige materialer så høy at ved rystinger og støt dannes intet .avslitt materiale som på nevneverdig måte1 vil påvirke levealderen.

Ved støkiometrisk og også ved svakt overstøkiometrisk dosering av den flytende eller gassformige ammoniakk i forhold til nitrogenoxydreduksjonen kunne intet ammoniakk-gjennombrudd fastslås ved reaktorens utløp. Selv ved en 2-gangers overdosering av ammoniakken holdt ammoniakk-gjennombruddet seg på under 10 vppm.

For anlegget ifølge Fig. 2 er en varmeveksler 6 innkoblet efter reaktoren 2. Varmeveksleren fjerner varme fra avgassen, og denne varme kan utnyttes for et fjernvarmenett.

Ved det utførelseseksempel som er vist på Fig. 3, er

i forhold til utførelseseksemplet vist på Fig. 2 i tillegg en varmeveksler 7 innkoblet foran reaktoren 2. Varmeveksleren 7 anvendes når avgassen som avgis fra forbrenningsinnretningen 1, har en temperatur som ligger over den ønskede arbeidstemperatur. Også fra varmeveksleren 7 kan varmen avgis til et fjernvarmenett.

En lang rekke ytterligere utførelseseksempler er mulige innen oppfinnelsens ramme. Det er for eksempel mulig å anvende bare et katalysatorlag i reaktoren.

Ammoniakken kan tilføres reaktoren ikke bare i gassformig eller flytende tilstand, men også som ammoniakk-vann.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for å minske formaldehyd, carbonmonoxyd, nitrogenoxyd, hydrocarboner og blåsyre i avgasser fra en forbrenningsanordning som drives med flytende eller gassformig brensel, hvor avgassen blandes med ammoniakk og føres over en katalysator som består av jernoxyd og/eller et blandingsoxyd av jern- og kromoxyd med den grovporige struktur for de naturlig forekommende materialer, karakterisert ved at det til katalysatoren tilblandes kromoxyd for avpasning til den ønskede reduksjonstemperatur slik at når det anvendes en reduksjonstemperatur som ligger mellom 250°C og 450°C, tilblandes 12% Cr203 for en ønsket reduks jonstemperatur på 280°C, 6% C^O-j tilblandes for en ønsket reduks jonstemperatur på 365°C, og 0,03% C^O^ tilblandes for en ønsket reduksjonstemperatur på 450 C.