WO2015155339A1 - Verfahren und anlage zur entstickung von rauchgasen mit sncr (selektive nichtkatalytische reduktion) und nachgeschaltetem katalysator zum ammoniakabbau - Google Patents

Verfahren und anlage zur entstickung von rauchgasen mit sncr (selektive nichtkatalytische reduktion) und nachgeschaltetem katalysator zum ammoniakabbau Download PDF

Info

Publication number
WO2015155339A1
WO2015155339A1 PCT/EP2015/057862 EP2015057862W WO2015155339A1 WO 2015155339 A1 WO2015155339 A1 WO 2015155339A1 EP 2015057862 W EP2015057862 W EP 2015057862W WO 2015155339 A1 WO2015155339 A1 WO 2015155339A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ammonia
catalyst
heat exchanger
flue gas
injection
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/057862
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heiko SCHÜRMANN
Original Assignee
Khd Humboldt Wedag Gmbh
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=52875153&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2015155339(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Khd Humboldt Wedag Gmbh filed Critical Khd Humboldt Wedag Gmbh
Priority to US15/303,636 priority Critical patent/US10145616B2/en
Priority to EP15716497.1A priority patent/EP3131659A1/de
Priority to CN201580027055.4A priority patent/CN106457142A/zh
Publication of WO2015155339A1 publication Critical patent/WO2015155339A1/de

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
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75—Multi-step processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/79—Injecting reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8634—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8696—Controlling the catalytic process
    • 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
    • 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
    • C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/44—Burning; Melting
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • F27D17/004—Systems for reclaiming waste heat
    • 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
    • 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
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2217/00—Intercepting solids

Definitions

  • the invention relates to a method for denitrification of flue gases, wherein the flue gases, which are produced in a rotary kiln for sintering cement clinker, are passed into a calcination zone for deacidification of raw meal, in the calcination zone aqueous ammonia solution, ammonia (NH 3 ) or ammonia-releasing substances Denitrification of the flue gases according to the method of selective non-catalytic reduction (SNCR) are injected and the flue gas stream is passed together with an ammonia slip produced during denitrification by a heat exchanger and at least one device for dedusting.
  • SNCR selective non-catalytic reduction
  • the invention further relates to a corresponding system for denitrification of flue gases, comprising a rotary kiln for sintering cement clinker, a calcination zone for deacidification of raw meal, preferably formed in a Ofensteigschacht and / or a calcination, at least one device for the injection of aqueous ammonia solution, ammonia (NH 3 ) or ammonia-releasing substances in the calcination and a heat exchanger with at least one subsequent to the heat exchanger device for dedusting of flue gas and a subsequent heat exchanger exhaust pipe.
  • a corresponding system for denitrification of flue gases comprising a rotary kiln for sintering cement clinker, a calcination zone for deacidification of raw meal, preferably formed in a Ofensteigschacht and / or a calcination, at least one device for the injection of aqueous ammonia solution, ammonia (NH 3
  • silicate-containing and carbonate-containing raw meal is sintered in a rotary kiln to form cement clinker.
  • nitrogen oxides NO x
  • Another nitrogen oxide source may be present in the fuel used to generate the heat in the rotary kiln.
  • legislated emission limits exist for emissions of nitrogen oxides, since nitrogen oxides have a number of negative effects on humans and the environment. In particular, nitrogen oxides are the cause of acid rain; In addition, they contribute to the depletion of ozone in the stratosphere and to global warming.
  • a first step for nitrogen oxide reduction is given by the method described in EP0854339A1 to perform the supply of cooling zone exhaust air and the addition of preheated material stepped, so that favorable temperature window are given in the calcination for the reduction of nitrogen oxides.
  • ammonia NH 3
  • an aqueous ammonia solution, ammonia or an ammonia-releasing substance is injected at one or more suitable locations into the calcination zone or into the oven riser and / or the calciner.
  • the denitrification is based on the known method of selective non-catalytic reduction (SNCR), in which ammonia is converted by thermolysis with the nitrogen oxides to nitrogen and water (preferably in a temperature window of 900 ° to 1000 ° C).
  • the conventional SNCR method is limited by the problem that excess ammonia, which does not participate in the nitrogen oxide reduction reaction, the so-called ammonia slip, is emitted from the system.
  • ammonium also has harmful effects on humans and the environment; for example, chronic respiratory diseases can arise due to ammonia. Legislative limits in the near future are likely.
  • the slippage of ammonia is greater, the more nitrogen oxides must be reduced.
  • SCR selective catalytic reduction
  • the nitrogen oxides are reduced by a chemical reaction with ammonia on a catalyst, resulting in nitrogen and water as products.
  • the catalysts consist of titanium dioxide, vanadium pentoxide and / or tungsten dioxide.
  • the object of the invention is therefore to propose a method for powerful denitrification of flue gases with only low ammonia emission, which is suitable for use in cement production and can be used in the catalysts whose volume compared to conventional, in particular used in the SCR process Catalyst advantageously smaller fails. Furthermore, it is an object of the invention to propose a system corresponding to this method for the denitrification of flue gases.
  • the object of the invention is achieved by a method for denitrification of flue gases with the features of claim 1 and by a system for denitrification of flue gases with the features of claim 6.
  • Weite- re advantageous embodiments are specified in the subclaims to claim 1 and in the dependent claims to claim 6.
  • the method according to the invention is therefore provided to supply the flue gas stream after the SNCR phase of denitrification a catalyst.
  • the flue gases After the flue gases have left the calcination zone, they flow during the process through a heat exchanger customary in the process of cement production with subsequent dedusting. Then, the dedusted flue gas is passed through the heat exchanger exhaust pipe in a reactor in which the catalyst is arranged.
  • the catalyst fulfills the task of causing a reduction of the ammonia content in the flue gas. According to the catalysts described above, used in the SCR process, the reaction between the ammonia slip and nitrogen oxides is catalyzed on it.
  • Nitrogen oxides are the proportion of nitrogen oxide which, although below the limit value, is still contained in the flue gas to a non-negligible extent.
  • the catalyst is therefore not (primarily) used for a reduction of nitrogen oxides, but for far-reaching reduction of the ammonia content in the flue gas in the heat exchanger exhaust pipe.
  • the catalyst can be considerably smaller than a catalyst which has to be used in cement production for the denitrification according to the conventional SCR process.
  • the small catalyst volume of the catalyst in the proposed system according to the invention leads to comparatively low investment and operating costs and to lower pressure drop in the exhaust gas volume flow.
  • the nitrogen oxide emission is controlled in the gas flow direction downstream of the catalyst discharge of the flue gas into the environment.
  • the nitrogen oxide content is controlled continuously or at regular, short intervals in the flue gas, which is released for example by a chimney into the atmosphere.
  • the amount to be injected is adjusted so that the ever specified limit value for the release of nitrogen oxides into the environment is reached or undershot and therefore no further steps of the de-embroidery are necessary.
  • a generic honeycomb catalyst or a generic plate catalyst is used, among other titanium dioxide, vanadium pentoxide and / or tungsten dioxide are used can catalyze the reaction of the nitrogen oxides with the ammonia.
  • the flue gas is passed from the heat exchanger / deduster through the heat exchanger exhaust pipe to the catalyst, which is arranged in a reactor.
  • the exhaust stream exiting the reactor is usually fed to a chimney for discharge into the open atmosphere after passing through a compressor.
  • the catalyst serves to break down excess ammonia with nitrogen oxides.
  • the amount of nitrogen oxides in the flue gas volumetric flow has already been reduced to (or below) the currently required emission limit value in the SNCR stage of the process, whereby residues of nitrogen oxides are still present in the flue gas stream which reaches the catalyst through the heat exchanger exhaust gas line.
  • the catalyst serves only for the reduction of ammonia slip, the dimensioning of the catalyst can be considerably smaller than in the case of the catalysts which are used in SCR processes in cement production usually have to be used to break down the comparatively large amount of nitrous gases with the aid of ammonia.
  • a smaller catalyst volume offers a number of important advantages over larger volumes: investment and operation of the catalyst are economically more economical, the pressure loss in the reactor is lower and the purification of the catalyst is easier.
  • only one catalyst layer is arranged in the reactor.
  • a device is further provided, which can accommodate a further catalyst layer.
  • the installation of another catalyst layer in the hitherto unoccupied device can thus take place simultaneously with its expansion, which advantageously shortens the catalyst exchange process.
  • the first device is loaded again for receiving a catalyst layer.
  • An embodiment of the invention provides a bypass line in the region of the heat exchanger exhaust pipe. If the catalyst is being serviced, repaired, or unexpected catalyst malfunctions occur, the exhaust flow from the heat exchanger may bypass the catalyst in this manner. If the ammonia emission limit regulations permit, the flue gas will be released through a motorized compressor and through a chimney directly into the open atmosphere. This short-cycle exhaust design is preferable to the significant economic damage that would be incurred by shutting down the cement production plant in the calcining and sintering field. Furthermore, the addition of ammonia can be reduced in this phase as far as the ⁇ -limit compliance is ensured. For the shut-off of the path of the exhaust gas flow through the catalyst, as well as for the normally made shut off the bypass line respectively components for blocking or
  • Flow control of gas flows used in piping such as gate valves, butterfly valves, ball valves or valves.
  • the flue gas is passed out of the flue gas immediately after the flow through the heat exchanger into at least one device for the separation of dust particles.
  • cyclones based on the action of centrifugal forces are used.
  • electrical and fabric filters is also possible, with the overall efficiency of the system being an important selection parameter for the dedusting type. It is one of the advantages of the method proposed here, that in the catalyst already largely dedusted flue gas flows.
  • the SNCR process reactions require specific thermodynamic conditions, in particular the presence of suitable temperature windows.
  • the addition of ammonia by injection of aqueous ammonia solution, ammonia or ammonia-releasing substances into the preferably in a furnace
  • the calcination zone formed by the riser and / or calcining zone advantageously takes place at several injection levels.
  • the injection at each of the levels is switched on or off in particular as a function of the prevailing temperature conditions, which are measured by appropriate devices for measuring the gas temperatures, for example by the method of acoustic gas temperature measurement, in the respective section of the calcination zone.
  • the injection is carried out via one injection device per plane, which in each case has at least one nozzle lance.
  • the control of the nozzle lances on a plane can be made independently of the control of the nozzle lances on every other level.
  • the proposed method is not limited to use in the production of cement, but is suitable for all firing facilities where high-performance denitrification of flue gases is required.
  • the chemical and thermodynamic conditions suitable for the SNCR process and the resulting injection of ammonia are required, as well as the conditions suitable for the degradation of excess ammonia with nitrogen oxides or comparable reactants on a small catalyst in a SCR process Process.
  • FIG. 1 shows a system according to the invention for denitrification of flue gases in a simplified, schematic cross-section.
  • FIG. 1 in a system according to the invention for the denitrification of flue gas 1, the path of the flue gas 1 in that cut-out of the flue gas 1 is shown schematically. illustrated tion, the denitrification of the flue gas concerns.
  • the flue gas 1 flows out of the rotary kiln 2 for the sintering of cement clinker in the calcination zone 3, which extends in the illustrated embodiment over a portion of the kiln riser shaft 4 and a calciner 5.
  • as much ammonia 6 as an aqueous solution is injected through the nozzle lances 7 at several levels into the calcination zone 3 so that the flue gas emission 8 complies with the limit values applicable to nitrogen oxides.
  • the injection is controlled according to the measured temperature windows on the individual levels (not shown).
  • the largely de-stiffened flue gas 1 flows together with the excess, in the denitrification unreacted portion of ammonia 6 through the heat exchanger 9, which serves to preheat the raw meal for cement production, and by the embodiment shown in the double-de-dusting device 10, here cyclones, in the heat exchanger exhaust pipe 1 1st
  • the largely freed of solid particles flue gas 1 is passed through the heat exchanger exhaust pipe 1 1 to the catalyst 12, which is preferably formed as a honeycomb or plate catalyst and arranged in a reactor 13.
  • the catalyst 12 may be comparatively small in size and preferably consists of only one layer.
  • the ammonia slip on the catalyst 12 with nitrogen oxides to nitrogen and water is largely reduced, the nitrogen oxides coming from the nitrogen oxide contained in the flue gas 1. In this way, it can be achieved according to the proposed method to perform a powerful denitrification of flue gases 1 by excessive injection of ammonia 6 during the SNCR phase, without this leading to a significant emission of ammonia 6 6 in the flue gas 1.
  • the reactor 13 preferably has a device for receiving a second catalyst layer (not shown). If the catalyst layer in service must be replaced due to maintenance or wear, then economically favorable at the same time to expand this situation in the said device, a new catalyst layer into the reactor 13 are installed.
  • the flow of the flue gas 1 can be deflected into a bypass line 14, which bypasses the reactor 13.
  • a system of means for shutting off 15 the flow of the flue gas for example arrangements of gate valves, butterfly valves, ball valves or valves, regulates the flow rates of the flue gas 1 through the reactor 13 and the bypass line 14th

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entstickung von Rauchgasen (1) und eine korrespondierende Anlage, wobei die Rauchgase (1), die in einem Drehrohrofen (2) zur Sinterung von Zementklinker entstehen, in eine Calcinierungszone (3) zur Entsäuerung von Rohmehl geleitet werden, in die Calcinierungszone (3) wässrige Ammoniaklösung, Ammoniak (NH3) oder Ammoniak freisetzende Stoffe (6) zur Entstickung der Rauchgase (1) gemäß dem Verfahren der Selektiven nichtkatalytischen Reduktion (SNCR) eingedüst werden und der Rauchgasstrom zusammen mit einem bei der Entstickung entstehenden Ammoniak (6)-Schlupf durch einen Wärmetauscher (9) und mindestens eine Vorrichtung zur Entstaubung (10) geleitet wird. Erfindungsgemäß ist ein Führen des Rauchgasstroms aus dem Wärmetauscher (9) durch eine Wärmetauscher-Abgasleitung (11) über einen Katalysator (12) zum Abbau von überschüssigem Ammoniak (6) mit im Rauchgas (1) enthaltenen Resten von Stickoxid entsprechend einem Verfahren der Selektiven katalytischen Reduktion (SCR) vorgesehen, wobei der Katalysator (12) in einem in der Wärmetauscher-Abgasleitung (11) vorgesehenen Reaktor (13) angeordnet ist und nur so groß zu dimensionieren ist, wie es für ausreichenden Ammoniak (6)-Abbau erforderlich ist. Dies hat den Vorteil, vergleichsweise kleine Katalysatoren (12) einsetzen zu können.

Description

Verfahren und Anlage zur Entstickung von Rauchgasen mit SNCR (Selektive nichtkatalytische Reduktion) und nachgeschaltetem Katalysator zum Ammoniakabbau
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entstickung von Rauchgasen, wobei die Rauchgase, die in einem Drehrohrofen zur Sinterung von Zementklinker entstehen, in eine Calcinierungszone zur Entsäuerung von Rohmehl geleitet werden, in die Calcinierungszone wässrige Ammoniaklösung, Ammoniak (NH3) oder Ammoniak freisetzende Stoffe zur Entstickung der Rauchgase gemäß dem Verfahren der Selektiven nichtkatalytischen Reduktion (SNCR) eingedüst werden und der Rauchgasstrom zusammen mit einem bei der Entstickung entstehenden Ammoniak-Schlupf durch einen Wärmetauscher und mindestens eine Vorrichtung zur Entstaubung geleitet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine korrespondierende Anlage zur Entstickung von Rauchgasen, aufweisend einen Drehrohrofen zur Sinterung von Zementklinker, eine Calcinierungszone zur Entsäuerung von Rohmehl, bevorzugt ausgebildet in einem Ofensteigschacht und / oder einem Calci- nator, mindestens eine Vorrichtung zur Eindüsung von wässriger Ammoniaklösung, Ammoniak (NH3) oder Ammoniak freisetzenden Stoffen in die Calcinierungszone und einen Wärmetauscher mit mindestens einer an den Wärmetauscher anschließenden Vorrichtung zur Entstaubung von Rauchgas und eine hieran anschließende Wärmetauscher-Abgasleitung.
Bei der Herstellung von Zement wird silikathaltiges und carbonathaltiges Rohmehl in einem Drehrohrofen zu Zementklinker gesintert. Bei den hierfür notwendigen hohen Temperaturen in den Brennerflammen im Drehrohrofen entstehen Stickoxide (NOx) durch Verbrennung des in der atmosphärischen Luft enthalte- nen Stickstoffs. Eine weitere Stickoxidquelle ist ggf. im Brennstoff vorhanden, der zur Erzeugung der Wärme im Drehrohrofen verwendet wird. Für die Emission von Stickoxiden gibt es jedoch von Gesetzgeberseite vorgeschriebene Grenzwerte, da Stickoxide eine Reihe negativer Auswirkungen auf Mensch und Umwelt haben. Insbesondere sind Stickoxide Verursacher sauren Regens; darüber hinaus tragen sie zum Abbau von Ozon in der Stratosphäre sowie zur globalen Erwärmung bei. Bei der Herstellung von Zement, wie auch bei anderen Feuerungseinrichtungen, müssen daher Verfahren zur Entstickung der Rauchgase eingesetzt werden, die den Drehrohrofen in der dem Materialstrom entgegen gesetzten Richtung verlassen. Sie strömen in eine Calcinierungszone, in der das Rohmehl entsäuert wird. Die Zone ist im häufigsten Falle im Ofensteigschacht oder in einem Calcinator bzw. in einem Ofensteigschacht und in einem anschließenden Calcinator ausgebildet.
Ein erster Schritt zur Stickoxid-Reduzierung ist mit dem in der EP0854339A1 beschriebenen Verfahren gegeben, die Zuführung der Kühlzonenabluft sowie die Zugabe des vorgewärmten Gutes gestuft durchzuführen, so dass für die Stickoxid-Reduzierung günstige Temperaturfenster in der Calcinierungszone gegeben sind. Für eine noch stärkere Reduzierung der Stickoxidanteile im Rauchgas kann in den Reaktionsraum der Calcinierungszone Ammoniak (NH3) zugegeben werden. Hierzu wird eine wässrige Ammoniaklösung, Ammoniak bzw. ein Ammoniak freisetzender Stoff an einer oder mehreren geeigneten Stellen in die Calcinierungszone bzw. in den Ofensteigschacht und / oder den Calcinator eingedüst. Die Entstickung beruht hierbei auf dem bekannten Verfahren der Selektiven nichtkatalytischen Reduktion (SNCR), bei dem Ammoniak durch Thermolyse mit den Stickoxiden zu Stickstoff und Wasser (vorzugsweise in einem Temperaturfenster von 900° bis 1000°C) umgesetzt wird.
Das herkömmliche SNCR-Verfahren ist durch die Problematik limitiert, dass überschüssiges Ammoniak, das nicht an der Stickoxid-Reduktionsreaktion teilnimmt, der sogenannte Ammoniak-Schlupf, aus der Anlage emittiert wird. Ammo- niak besitzt jedoch ebenfalls schädliche Wirkungen für Mensch und Umwelt, beispielsweise können chronische Atemwegserkrankungen aufgrund von Ammoniak entstehen. Eine Grenzwertsetzung seitens des Gesetzgebers in naher Zukunft ist als wahrscheinlich anzusehen. Der Schlupf von Ammoniak ist umso größer, je mehr Stickoxide reduziert werden müssen. Um einen immer weiter reichenden Abbau von Stickoxiden ohne erhebliche Ammoniakemission zu erreichen, wird daher die Entstickung inzwischen auch nach dem Verfahren der Selektiven kata- lytischen Reduktion (SCR) vorgenommen, wie es z.B. in EP2444145A1 beschrieben wird. Beim SCR-Verfahren werden die Stickoxide durch eine chemische Reaktion mit Ammoniak an einem Katalysator reduziert, woraus Stickstoff und Wasser als Produkte hervorgehen. Häufig bestehen die Katalysatoren dabei aus Titandioxid, Vanadiumpentoxid und / oder Wolframdioxid. Obwohl dieses Verfahren einerseits eine sehr leistungsstarke Entstickung von Rauchgasen bietet, hat es andererseits den Nachteil, dass in der technischen Anwendung bei der Zementherstellung sehr große Katalysatorvolumina mit mehreren Katalysatorlagen verbaut werden müssen. Eine solche Technologie geht mit sehr hohen Investitionskosten und Betriebskosten (bei Wartung, Reparatur und Reinigung) aufgrund der großen Katalysatoren einher. Darüber hinaus führen große Katalysatorvolumina zu entsprechend starken Druckabfällen im Gasvolumenstrom.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur leistungsstarken Entstickung von Rauchgasen bei nur geringer Ammoniakemission vorzuschlagen, das für den Einsatz bei der Zementherstellung geeignet ist und bei dem Katalysatoren eingesetzt werden können, deren Volumen im Vergleich zu herkömmlichen, insbesondere beim SCR-Verfahren eingesetzten Katalysatoren vorteilhaft kleiner ausfällt. Ferner gehört es zur Aufgabe der Erfindung, eine zu diesem Verfahren korrespondierende Anlage zur Entstickung von Rauchgasen vorzuschlagen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Entstickung von Rauchgasen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Anlage zur Entstickung von Rauchgasen mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Weite- re vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 und in den Unteransprüchen zu Anspruch 6 angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist also vorgesehen, den Rauchgasstrom nach der SNCR-Phase der Entstickung einem Katalysator zuzuführen. Nachdem die Rauchgase die Calcinierungszone verlassen haben, strömen sie dabei im Verfahren durch einen im Prozess der Zementherstellung üblichen Wärmetauscher mit anschließender Entstaubung. Sodann wird das entstaubte Rauchgas durch die Wärmetauscher-Abgasleitung in einen Reaktor geleitet, in dem der Katalysator angeordnet ist. Der Katalysator erfüllt die Aufgabe, eine Reduktion des Ammoniakanteils im Rauchgas zu bewirken. Entsprechend den eingangs beschriebenen, beim SCR-Verfahren eingesetzten Katalysatoren wird an ihm die Reaktion zwischen dem Ammoniak-Schlupf und Stickoxiden katalysiert. Bei den Stickoxiden handelt es sich um den Stickoxidanteil, der, wenn auch unterhalb des Grenzwertes, so aber doch in nicht verschwindendem Maße noch im Rauchgas enthalten ist. Der Katalysator wird hier also nicht (vorrangig) für eine Reduzierung von Stickoxiden, sondern zur weitreichenden Absenkung des Ammoniakanteils im Rauchgas in der Wärmetauscher-Abgasleitung eingesetzt. Dies hat zur Folge, dass der Katalysator erheblich kleiner ausfallen kann als ein Katalysator, der bei der Zementherstellung für die Entstickung nach dem herkömmlichen SCR- Verfahren eingesetzt werden muss. Das kleine Katalysatorvolumen des Katalysators in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anlage führt zu vergleichweise geringen Investitions- und Betriebskosten und zu geringerem Druckabfall im Abgasvolumenstrom.
Aufgrund der Reduktion der emittierten Ammoniakmenge im nachgeschalteten Katalysator kann ohne besondere Berücksichtigung eines gegebenenfalls erheblichen Ammoniakschlupfes eine große Menge an Ammoniak, insbesondere durch Eindüsung von wässriger Ammoniaklösung in die Calcinierungszone, während der SNCR-Phase des Verfahrens zugegeben werden. Mit solchermaßen erhöhten Ammoniakmengen lassen sich auch sehr restriktiv gefasste Grenzwerte für die Stickoxidemission erreichen, wobei gleichzeitig aufgrund der Wirkung des Katalysators keine beachtliche Ammoniakemission auftritt.
Mit der einzudüsenden Menge der wässrigen Ammoniaklösung, des Ammoniaks oder der Ammoniak freisetzenden Stoffe wird erfindungsgemäß die Stickoxidemission bei in Gasstromrichtung hinter dem Katalysator erfolgender Abgabe des Rauchgases in die Umwelt gesteuert. Hierzu wird der Stickoxidgehalt kontinuierlich oder in regelmäßigen, kurzen Zeitabständen im Rauchgas, das beispielsweise durch einen Kamin in die Atmosphäre freigesetzt wird, kontrolliert. In bevorzugter Ausführung der Erfindung wird die einzudüsende Menge so eingestellt, dass der je vorgegebene Grenzwert für die Abgabe von Stickoxiden in die Umwelt erreicht oder unterschritten wird und daher keine weiteren Schritte der Ent- stickung notwendig werden.
Als Katalysator für den Abbau von Ammoniak mit den Resten von Stickoxiden ΝΟχ, die noch im Rauchgasvolumenstrom enthalten sind, wird in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ein gattungsgemäßer Waben katalysator oder ein gattungsgemäßer Platten katalysator eingesetzt, wobei unter anderem Titandioxid, Vanadiumpentoxid und / oder Wolframdioxid eingesetzt werden können, um die Reaktion der Stickoxide mit dem Ammoniak zu katalysieren. Das Rauchgas wird vom Wärmetauscher / Entstauber durch die Wärmetauscher-Abgasleitung zum Katalysator geführt, der in einem Reaktor angeordnet ist. Der Abgasstrom, der den Reaktor verlässt, wird üblicherweise nach Durchgang durch einen Verdichter einem Kamin zur Abgabe in die freie Atmosphäre zugeführt. Der Katalysator dient dem Abbau von überschüssigem Ammoniak mit Stickoxiden. Die Menge der Stickoxide im Rauchgasvolumenstrom wurde bereits in der SNCR-Stufe des Verfahrens auf (bzw. unter) den aktuell geforderten Emissionsgrenzwert gemindert, wobei sich noch Reste von Stickoxiden im Rauchgasstrom, der durch die Wärmetauscher-Abgasleitung den Katalysator erreicht, befinden. Da der Katalysator lediglich dem Abbau von Ammoniak-Schlupf dient, kann die Dimensionierung des Katalysators erheblich kleiner ausfallen als bei den Katalysatoren, die in SCR-Verfahren bei der Zementherstellung üblicherweise zum Abbau der vergleichweise großen Menge an nitrosen Gase mithilfe von Ammoniak eingesetzt werden müssen. Ein kleineres Katalysatorvolumen bietet eine Reihe wichtiger Vorteile gegenüber größeren Volumina: Investition und Betrieb des Katalysators sind wirtschaftlich günstiger, der Druckverlust im Reaktor ist geringer und die Reinigung des Katalysators gestaltet sich einfacher. In bevorzugter Ausführung der Erfindung wird im Reaktor nur eine Katalysatorlage angeordnet. In dem Reaktor wird ferner eine Vorrichtung vorgesehen, die eine weitere Katalysatorlage aufnehmen kann. Im Falle, dass die im Prozess befindliche Katalysatorlage ausgetauscht werden muss, kann somit gleichzeitig zu ihrem Ausbau der Einbau einer anderen Katalysatorlage in die bis dahin unbelegte Vorrichtung erfolgen, was den Katalysator-Wechselvorgang vorteilhaft verkürzt. Beim nächsten Wechsel wird wieder die erste Vorrichtung zur Aufnahme einer Katalysatorlage bestückt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht im Bereich der Wärmetauscher- Abgasleitung eine Bypassleitung vor. Wird der Katalysator gerade gewartet, repariert oder treten unvorhergesehene Funktionsstörungen des Katalysators auf, kann der Abgasstrom aus dem Wärmetauscher auf diese Weise den Katalysator umgehen. Wenn die Bestimmungen für die Grenzwerte bezüglich Ammoniakemission es zulassen, wird das Rauchgas über einen motorischen Verdichter und durch einen Kamin direkt in die freie Atmosphäre abgegeben. Diese nur über einen kurzen Zeitraum erfolgende Abgasführung ist dem erheblichen wirtschaftlichen Schaden vorzuziehen, der durch Herunterfahren der Anlage zur Zementproduktion im Bereich der Calcinierung und Sinterung entstehen würde. Ferner kann die Zugabe von Ammoniak in dieser Phase soweit reduziert werden, wie die ΝΟχ-Grenzwerteinhaltung gewährleistet ist. Für die Absperrung des Weges des Abgasstromes durch den Katalysator, ebenso wie für die im Normalfall getätigte Absperrung der Bypassleitung werden jeweils Bauteile zur Absperrung bzw.
Durchflussregelung von Gasströmen in Rohrleitungen verwendet wie beispielsweise Absperrschieber, Absperrklappen, Kugelhähne oder Ventile. Nach der Phase des SNCR-Verfahrens wird erfindungsgemäß das Rauchgas unmittelbar nach der Durchströmung des Wärmetauschers in mindestens eine Vorrichtung zur Abscheidung von Staubpartikeln aus dem Rauchgas geleitet. Üblicherweise werden auf der Wirkung von Zentrifugalkräften beruhende Zyklone verwendet. Auch ist der Einsatz von Elektro- und Gewebefiltern möglich, wobei der Gesamtwirkungsgrad des Systems ein wichtiger Auswahlparameter für den Entstaubertypus ist. Es gehört zu den Vorteilen des hier vorgeschlagenen Verfahrens, dass in den Katalysator bereits weitgehend entstaubtes Rauchgas strömt. Damit entfällt die Notwendigkeit einer in hoher Frequenz zur Vermeidung von Betriebsstillstand durchzuführenden, unwirtschaftlichen Abreinigung, wie sie bei Katalysatoren in Verfahren durchzuführen sind, bei denen nicht-entstaubtes Rauchgas durch einen SCR-Katalysator geführt wird. Durch vorherige Abscheidung erosiver Bestandteile im Rauchgas verlängert sich ferner die Lebensdauer des Katalysators.
Da auch trotz der Entstaubung des Rauchgasstromes aus dem Wärmetauscher noch geringe Mengen an Staubpartikeln im Rauchgasstrom enthalten sind, die sich zumindest zu einem gewissen Anteil auf dem Katalysator absetzen bzw. dessen feine Strukturen verstopfen, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, im Verfahren die Oberfläche des Katalysators von Festkörperpartikeln abzureini- gen. Hier werden bevorzugt gattungsgemäße Staubbläser eingesetzt, die mit Druckluft (und ggf. zusätzlichem Schalldruck) die betroffenen Flächen des Katalysators abreinigen. Auch die Reaktorwände können vorteilhaft in den Reini- gungsprozess einbezogen werden. Unter empirischer Kenntnis des durchschnittlichen Ausmaßes der Verunreinigung wird die Abreinigung bevorzugt in geeigneten, regelmäßigen Abständen ohne Betriebsstillstand der Anlage durchgeführt.
Die SNCR-Prozessreaktionen erfordern spezifische thermodynamische Voraussetzungen, insbesondere das Vorliegen geeigneter Temperaturfenster. Die Zugabe von Ammoniak durch Eindüsung von wässriger Ammoniaklösung, Ammoniak oder Ammoniak freisetzenden Stoffen in die bevorzugt in einem Ofen- steigschacht und / oder einem Calcinator ausgebildete Calcinierungszone wird daher in Ausgestaltung der Erfindung in Abhängigkeit von den faktischen Parametern der jeweiligen Anlage und Prozessführung in vorteilhafter Weise auf mehreren Eindüsebenen erfolgen. Die Eindüsung auf jeder der Ebenen wird dabei insbesondere in Abhängigkeit der dort vorherrschenden Temperaturverhältnisse zu- oder abgeschaltet, die durch entsprechende Vorrichtungen zur Messung der Gastemperaturen, z.B. durch das Verfahren der akustischen Gastemperaturmessung, im jeweiligen Abschnitt der Calcinierungszone gemessen werden. Ferner wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Eindüsung über je eine Ein- düsungsvorrichtung pro Ebene vorgenommen, welche jeweils mindestens eine Düsenlanze aufweist. Die Steuerung der Düsenlanzen auf einer Ebene kann dabei unabhängig von der Steuerung der Düsenlanzen auf jeder anderen Ebene vorgenommen werden.
Das vorgeschlagene Verfahren ist nicht begrenzt auf den Einsatz bei der Herstellung von Zement, sondern ist für alle Feuerungseinrichtungen geeignet, bei denen leistungsstarke Entstickung von Rauchgasen erforderlich ist. Grundsätzlich sind die für das SNCR-Verfahren und die dabei erfolgende Injektion von Ammoniak geeigneten chemischen und thermodynamischen Bedingungen erforderlich, sowie die geeigneten Bedingungen für den Abbau von überschüssigem Ammoniak mit Stickoxiden oder vergleichbar wirkenden Reaktionspartnern an einem Klein-Katalysator in einem dem SCR-Verfahren entsprechenden Vorgang.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figur näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlage zur Entstickung von Rauchgasen im vereinfachten, schematischen Querschnitt.
In Figur 1 ist in einer erfindungsgemäßen Anlage zur Entstickung von Rauchgas 1 schematisch der Weg des Rauchgases 1 in demjenigen Ausschnitt der Zemen- therstellung dargestellt, der die Entstickung des Rauchgasesl betrifft. Das Rauchgas 1 strömt aus dem Drehrohrofen 2 zur Sinterung von Zementklinker in die Calzinierungszone 3, die sich im dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Teil des Ofensteigschachtes 4 und einen Calcinator 5 erstreckt. Gemäß dem SNCR-Verfahren wird soviel Ammoniak 6 als wässrige Lösung durch die Düsenlanzen 7 auf mehreren Ebenen in die Calcinierungszone 3 eingedüst, dass bei der Rauchgasemission 8 die für Stickoxide geltenden Grenzwerte eingehalten werden. Die Eindüsung wird gemäß den gemessenen Temperaturfenstern auf den einzelnen Ebenen gesteuert (nicht abgebildet). Das großteils entstickte Rauchgas 1 strömt zusammen mit dem überschüssigen, bei der Entstickung nicht umgesetzten Anteil Ammoniak 6 durch den Wärmetauscher 9, der zur Vorwärmung des Rohmehls für die Zementherstellung dient, und durch die im dargestellten Ausführungsbeispiel doppelt angelegte Vorrichtung zur Entstaubung 10, hier Zyklone, in die Wärmetauscher-Abgasleitung 1 1 .
Das weitgehend von Festkörperpartikeln befreite Rauchgas 1 wird durch die Wärmetauscher-Abgasleitung 1 1 zum Katalysator 12 geleitet, der vorzugsweise als Waben- oder Plattenkatalysator ausgebildet und in einem Reaktor 13 angeordnet ist. Der Katalysator 12 kann vergleichweise klein dimensioniert sein und besteht vorzugsweise aus nur einer Lage. Gemäß dem hier vorgeschlagenen Verfahren wird in Analogie zum SCR-Verfahren der Ammoniak-Schlupf am Katalysator 12 mit Stickoxiden zu Stickstoff und Wasser weitgehend abgebaut, wobei die Stickoxide aus dem noch im Rauchgas 1 enthaltenen Stickoxidanteil stammen. Auf diese Weise kann es gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren erreicht werden, eine leistungskräftige Entstickung von Rauchgasen 1 durch exzessive Eindüsung von Ammoniak 6 während der SNCR-Phase vorzunehmen, ohne dass dies zu einer erheblichen Emission 8 von Ammoniak 6 im Rauchgas 1 führt.
Der Reaktor 13 verfügt vorzugsweise über eine Vorrichtung zur Aufnahme einer zweiten Katalysatorlage (nicht abgebildet). Muss wegen Wartung oder Verschleiß die im Betrieb befindliche Katalysatorlage ausgetauscht werden, so kann wirt- schaftlich günstig zeitgleich zum Ausbau dieser Lage in der besagten Vorrichtung eine neue Katalysatorlage in den Reaktor 13 eingebaut werden. Während der Phase des Wechseins der Katalysatorlage sowie bei etwaigen anderen Problemen des Katalysator 12 bzw. Reaktors 13 kann der Strom des Rauchgases 1 in eine Bypassleitung 14 umgelenkt werden, die den Reaktor 13 umgeht. Ein System von Vorrichtungen zum Absperren 15 des Durchflusses des Rauchgases 1 , beispielsweise Anordnungen von Absperrschiebern, Absperrklappen, Kugelhähnen oder Ventilen, regelt die Durchflussmengen des Rauchgases 1 durch den Reaktor 13 bzw. die Bypassleitung 14.
B E Z U G S Z E 1 C H E N L 1 S T E
Rauchgas 9 Wärmetauscher
Dreh roh rofen 10 Vorrichtung zur Entstaubung
Calcinierungszone 1 1 Wärmetauscher-
Abgasleitung
Ofensteigschacht
12 Katalysator
Calcinator
13 Reaktor
Ammoniak
14 Bypassleitung
Düsenlanze
15 Vorrichtung zum Absperren
Rauchgasemission

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Verfahren zur Entstickung von Rauchgasen (1 ), wobei
- die Rauchgase (1 ), die in einem Drehrohrofen (2) zur Sinterung von Zementklinker entstehen, in eine Calcinierungszone (3) zur Entsäuerung von Rohmehl geleitet werden,
- in die Calcinierungszone (3) wässrige Ammoniaklösung, Ammoniak (NH3) oder Ammoniak freisetzende Stoffe (6) zur Entstickung der Rauchgase (1 ) gemäß dem Verfahren der Selektiven nichtkatalytischen Reduktion (SNCR) eingedüst werden, und
- der Rauchgasstrom zusammen mit einem bei der Entstickung entstehenden Ammoniak (6)-Schlupf durch einen Wärmetauscher (9) und mindestens eine Vorrichtung zur Entstaubung (10) geleitet wird, gekennzeichnet durch
- Führen des Rauchgasstroms aus dem Wärmetauscher (9) durch eine Wärmetauscher-Abgasleitung (1 1 ) über einen Katalysator (12) zum Abbau von überschüssigem Ammoniak (6) mit im Rauchgas (1 ) enthalte- nen Resten von Stickoxid an dem Katalysator (12) entsprechend einem Verfahren der Selektiven katalytischen Reduktion (SCR), wobei der Katalysator (12) in einem in der Wärmetauscher-Abgasleitung (1 1 ) vorgesehenen Reaktor (13) angeordnet ist und nur so groß zu dimensionieren ist, wie es für das je vorgegebene Ausmaß des Ammoniak (6)- Abbaus erforderlich ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Zugabe von Ammoniak (6) durch Eindüsung von wässriger Ammoniaklösung, Ammoniak oder Ammoniak freisetzenden Stoffen (6) in die bevorzugt in einem Ofensteigschacht (4) und / oder einem Calcinator (5) ausgebildete Calcinierungszone (3) auf mindestens zwei Eindüsebenen erfolgt, wobei jede Eindüsebene in Abhängigkeit von der Passung der in dieser Eindüsebene je gegebenen Temperaturen in das günstige Temperaturfenster der SNCR-Prozessreaktionen einzeln zu- und abgeschaltet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei mit der einzudüsenden Menge der wässrigen Ammoniaklösung, des Ammoniaks oder der Ammoniak freisetzenden Stoffe (6) die Stickoxidemission bei in Gasstromrichtung hinter dem Katalysator (12) erfolgender Abgabe des Rauchgases (1 ) aus dem Wärmetauscher (9) in die Umwelt gesteuert wird und die einzudüsende Menge so eingestellt wird, dass der je vorgege- bene Grenzwert für die Abgabe von Stickoxiden in die Umwelt erreicht oder unterschritten wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Rauchgasstrom im Falle von Problemen, Reparatur oder Wartung des Katalysators (12) durch eine Bypassleitung (14) zur Umgehung des Katalysators (12) geleitet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Oberfläche des Katalysators (12) mit Druckluft von Festkörperpartikeln abgereinigt wird, wobei die Abreinigung bevorzugt in regelmäßigen, vom Verunreinigungsgrad abhängigen zeitlichen Abständen durchgeführt wird.
6. Anlage zur Entstickung von Rauchgasen (1 ), aufweisend
- einen Drehrohrofen (2) zur Sinterung von Zementklinker,
- eine Calcinierungszone (3) zur Entsäuerung von Rohmehl, bevorzugt ausgebildet in einem Ofensteigschacht (4) und / oder einem Calcinator (5), - mindestens eine Vorrichtung zur Eindüsung von wässriger Ammoniaklösung, Ammoniak (NH3) oder Ammoniak freisetzenden Stoffen (6) in die Calcinierungszone (3), und
- einen Wärmetauscher (9) mit mindestens einer an den Wärmetauscher (9) anschließenden Vorrichtung zur Entstaubung (10) von Rauchgas (1 ) und eine hieran anschließende Wärmetauscher-Abgasleitung (1 1 ), dadurch gekennzeichnet, dass
- in der Wärmetauscher-Abgasleitung (1 1 ) ein Reaktor (13) mit einem Katalysator (12) zum Abbau von Ammoniak (6) mit im Rauchgasstrom aus dem Wärmetauscher (9) enthaltenen Stickoxiden angeordnet ist, wobei der Katalysator (12) nur so groß dimensioniert ist, wie es für das je vorgegebene Ausmaß des Ammoniak (6)-Abbaus erforderlich ist.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Eindüsung von wässriger Ammoniaklösung, Ammoniak oder Ammoniak freisetzenden Stoffen (6) in die Calcinierungszone (3) mindestens zwei Eindüsebenen vorgesehen sind, wobei
- auf jeder Eindüsebene je eine der mindestens einen Vorrichtung zur Eindüsung angeordnet ist, wobei jede Vorrichtung zur Eindüsung mindestens eine Düsenlanze (7) aufweist,
- auf jeder Eindüsebene eine Steuerung für die Durchflussmenge der mindestens einen Düsenlanze (7) vorgesehen ist, wobei die Steuerung für die mindestens eine Düsenlanze (7) auf einer Ebene unabhängig von der Steuerung der Düsenlanzen (7) auf allen anderen Ebenen ist, und
- auf jeder Eindüsebene mindestens eine Vorrichtung zur Messung der Gastemperatur in dem korrespondierenden Abschnitt der Calcinie- rungszone (3) angeordnet ist, wobei die Steuerung der Durchflussmenge einer jeden Düsenlanze (7) an der Gastemperatur orientiert ist.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (12) vorzugsweise ein Wabenkatalysator oder ein Plattenkatalysator ist und im Reaktor (13) nur eine Katalysatorlage angeordnet ist, wobei im Reaktor (13) eine Vorrichtung zur Aufnahme einer zweiten Katalysatorlage vorgesehen ist.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Rauchgasstromrichtung hinter dem Wärmetauscher (9) eine Bypasslei- tung (14) zur Umgehung des Katalysators (12) angeordnet ist, wobei sowohl in der Bypassleitung (14) als auch direkt vor dem Katalysator (12) je mindestens eine Vorrichtung zum Absperren (15) des Durchflusses des Rauchgases (1 ) vorgesehen ist.
10. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem den Katalysator (12) beinhaltenden Reaktor (13) mindestens ein Staubbläser zur Abreinigung der Katalysatoroberfläche angeordnet ist.
PCT/EP2015/057862 2014-04-12 2015-04-10 Verfahren und anlage zur entstickung von rauchgasen mit sncr (selektive nichtkatalytische reduktion) und nachgeschaltetem katalysator zum ammoniakabbau WO2015155339A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/303,636 US10145616B2 (en) 2014-04-12 2015-04-10 Method and system for the denitrification of flue gases by means of SNCR (selective non-catalytic reduction) and downstream catalyst for ammonia decomposition
EP15716497.1A EP3131659A1 (de) 2014-04-12 2015-04-10 Verfahren und anlage zur entstickung von rauchgasen mit sncr (selektive nichtkatalytische reduktion) und nachgeschaltetem katalysator zum ammoniakabbau
CN201580027055.4A CN106457142A (zh) 2014-04-12 2015-04-10 借助sncr(选择性非催化还原)和用于氨分解的下游催化剂使烟道气脱氮氧化物的方法和系统

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014005508.6A DE102014005508B4 (de) 2014-04-12 2014-04-12 Verfahren und Anlage zur Entstickung von Rauchgasen mit SNCR (Selektive nichtkatalytische Reduktion) und nachgeschaltetem Katalysator zum Ammoniakabbau
DE102014005508.6 2014-04-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015155339A1 true WO2015155339A1 (de) 2015-10-15

Family

ID=52875153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/057862 WO2015155339A1 (de) 2014-04-12 2015-04-10 Verfahren und anlage zur entstickung von rauchgasen mit sncr (selektive nichtkatalytische reduktion) und nachgeschaltetem katalysator zum ammoniakabbau

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10145616B2 (de)
EP (1) EP3131659A1 (de)
CN (1) CN106457142A (de)
DE (1) DE102014005508B4 (de)
WO (1) WO2015155339A1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015117960A1 (de) * 2015-10-21 2017-04-27 Heinz Tischmacher Anlage zur Herstellung von CO2-Reichgas
DE102016102833A1 (de) * 2016-02-18 2017-08-24 Thyssenkrupp Ag Anlage mit einer ein Abgas erzeugenden Behandlungsvorrichtung sowie Verfahren zur Behandlung des Abgases in einer solchen Anlage
CN110124486A (zh) * 2019-05-27 2019-08-16 凤阳海泰科能源环境管理服务有限公司 一种垃圾发电厂烟气高效脱硝除尘系统及方法
CN112007509A (zh) * 2020-08-27 2020-12-01 中航超能(北京)科技有限公司 一种回转窑尾气除尘脱硝的治理工艺
CN112013384A (zh) * 2020-09-02 2020-12-01 山东茵温特节能环保科技有限公司 一种循环流化床锅炉受热面积灰和NOx协同控制的方法及系统
CN112275137B (zh) * 2020-09-21 2022-07-22 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 用于烧结烟气scr脱硝催化剂预热的系统及方法
CN113426268A (zh) * 2021-06-15 2021-09-24 深圳华明环保科技有限公司 烟气氨脱除方法
CN113559690B (zh) * 2021-07-23 2023-05-09 浙江大学 一种垃圾焚烧烟气和飞灰一体化净化系统和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0854339A1 (de) 1996-12-02 1998-07-22 Krupp Polysius Ag Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut
WO2001055048A1 (de) * 2000-01-26 2001-08-02 Krupp Polysius Ag Verfahren und anlage zur wärmebehandlung von feinkörnigem gut
DE102009055942A1 (de) * 2009-11-26 2011-06-01 Chemisch-Thermische Prozesstechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen
EP2444145A1 (de) 2010-10-21 2012-04-25 Elex Cemcat AG Rauchgasreinigungsanlage mit mehrlagigem SCR-Katalysator
WO2012176161A1 (en) * 2011-06-23 2012-12-27 Ecospray Technologies S.R.L. Apparatus and method for the selective non- catalytic reduction (sncr) of nox in industrial cement production plants

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20122251U1 (de) * 1969-05-19 2005-02-10 Samant, Gurudas, Dr. Vorrichtung zur katalytischen Behandlung von staub- und sauerstoffhaltigen Abgasen
DE19705663A1 (de) * 1997-02-14 1998-04-23 Siemens Ag Einrichtung zur Reduktion von Stickoxiden in einem mit Staub beladenen Abgas
CH698991B1 (de) * 2006-11-02 2009-12-31 Elex Ag Abgasreinigung.
CN201239598Y (zh) * 2008-07-25 2009-05-20 江苏中科节能环保技术有限公司 一种水泥窑烟气NOx控制的联合装置
IT1391447B1 (it) * 2008-12-23 2011-12-23 Italcementi Spa Apparato migliorato per la produzione di clinker a partire da farina cruda e relativo processo
DE102011050125B4 (de) * 2011-05-05 2019-04-18 Maerz Ofenbau Ag Rauchgasreinigungsanlage einer Zementklinkerproduktionsanlage
US20140170046A1 (en) * 2011-07-29 2014-06-19 Flsmidth A/S Pollution control system for kiln exhaust
CN102512925B (zh) * 2011-12-07 2014-03-12 浙江天蓝环保技术股份有限公司 一种水泥窑炉烟气脱硝工艺及脱硝装置
CN202410497U (zh) * 2011-12-07 2012-09-05 浙江天蓝环保技术股份有限公司 一种水泥窑炉烟气脱硝装置
CN203494378U (zh) * 2013-08-30 2014-03-26 安徽省元琛环保科技有限公司 水泥回转窑NOx控制的SCR脱硝装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0854339A1 (de) 1996-12-02 1998-07-22 Krupp Polysius Ag Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut
WO2001055048A1 (de) * 2000-01-26 2001-08-02 Krupp Polysius Ag Verfahren und anlage zur wärmebehandlung von feinkörnigem gut
DE102009055942A1 (de) * 2009-11-26 2011-06-01 Chemisch-Thermische Prozesstechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen
EP2444145A1 (de) 2010-10-21 2012-04-25 Elex Cemcat AG Rauchgasreinigungsanlage mit mehrlagigem SCR-Katalysator
WO2012176161A1 (en) * 2011-06-23 2012-12-27 Ecospray Technologies S.R.L. Apparatus and method for the selective non- catalytic reduction (sncr) of nox in industrial cement production plants

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3131659A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20170038147A1 (en) 2017-02-09
CN106457142A (zh) 2017-02-22
US10145616B2 (en) 2018-12-04
EP3131659A1 (de) 2017-02-22
DE102014005508B4 (de) 2017-12-21
DE102014005508A1 (de) 2015-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014005508B4 (de) Verfahren und Anlage zur Entstickung von Rauchgasen mit SNCR (Selektive nichtkatalytische Reduktion) und nachgeschaltetem Katalysator zum Ammoniakabbau
EP3055266B1 (de) Verfahren zur entstickung von bypassabgasen in einer anlage zur herstellung von zementklinker
EP3265733B1 (de) Verfahren und anlage zur entstickung von bypassgasen in einem mehrstufigen system von mischkammern bei einer anlage zur herstellung von zementklinker
AT10369U1 (de) Rauchgasreinigungsanlage
WO2016169638A1 (de) Behandlung von abgasen der zementklinkerherstellung
EP2694902B1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von zementklinker und zur reinigung der dabei entstehenden abgase
EP3099647B1 (de) Verfahren zur wärmebehandlung eines stoffstroms und zur reinigung von dabei entstehenden abgasen
EP3154664A1 (de) Anlage mit einer ein abgas erzeugenden behandlungsvorrichtung, einem oxidations- und einem reduktionskatalysator sowie verfahren zur behandlung des abgases in einer solchen anlage
EP3325421A1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von zementklinker oder anderen mineralischen produkten und zur entstickung von bypassgasen
AT513597B1 (de) Verfahren zur katalytischen Entstickung und regenerativen thermischen Nachverbrennung
EP3256236B1 (de) Verfahren zur reinigung von abgasen bei der thermischen aufarbeitung von mineralstoffen
CH698991B1 (de) Abgasreinigung.
DE102014106991B4 (de) Vorrichtungen und Verfahren zur katalytischen Entstickung und regenerativen thermischen Nachverbrennung
DE102010060104B4 (de) Rauchgasreinigungsstufe und Zementherstellungsanlage diese aufweisend
DE102011050125B4 (de) Rauchgasreinigungsanlage einer Zementklinkerproduktionsanlage
EP3417226A1 (de) Anlage mit einer ein abgas erzeugenden behandlungsvorrichtung sowie verfahren zur behandlung des abgases in einer solchen anlage
EP3155342B1 (de) Verfahren zur abgasbehandlung und anlage mit einer abgasbehandlungsvorrichtung
EP2357409A2 (de) Anlage zum Entsticken von Rauchgas mit einer Abblasvorrichtung
DE102010036647B3 (de) Rauchgasreinigungsanlage einer Zementklinkerproduktionsanlage
DE102008012449A1 (de) Rauchgasreinigungsanlage

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15716497

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015716497

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015716497

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15303636

Country of ref document: US