WO2018104169A1 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR NOX-MINDERUNG IN ABGASSTRÖMEN METALLURGISCHER GEFÄßE UND ÖFEN - Google Patents

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR NOX-MINDERUNG IN ABGASSTRÖMEN METALLURGISCHER GEFÄßE UND ÖFEN Download PDF

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WO2018104169A1
WO2018104169A1 PCT/EP2017/081181 EP2017081181W WO2018104169A1 WO 2018104169 A1 WO2018104169 A1 WO 2018104169A1 EP 2017081181 W EP2017081181 W EP 2017081181W WO 2018104169 A1 WO2018104169 A1 WO 2018104169A1
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exhaust
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Lukas Peter Voj
Fabian Krause
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Definitions

  • nitrogen oxides In metallurgical vessels, such as electric arc furnaces, in which steel scrap, sponge iron or similar material is melted, but also in LD converters, temperatures of over 1000 ° C lead to the formation of nitrogen oxides (NO x ).
  • the arcs in the plasma and the hot furnace atmosphere generate these nitrogen oxides; with the BOF converter, these are the high exhaust gas temperatures.
  • the formation of such thermal nitrogen oxides can take place both directly in the furnace vessel itself and in the exhaust gas, for example, if that from the furnace vessel derived exhaust gas stream at high temperature ambient air is mixed, as is the case for example in electric arc furnaces due to a manifold formed in the exhaust pipe. Since nitrogen oxides NO x are polluting and toxic gases which both directly endanger health and contribute to global warming as a greenhouse gas, it is desirable to avoid the discharge of nitrogen oxides into the environment.
  • the invention is therefore based on the object to provide a solution which allows denitrification even at low exhaust gas temperatures in a thermal and / or chemical, especially metallurgical, treatment of metall restroomm, especially iron-containing material resulting exhaust gas by means of urea or ammonia.
  • this object is achieved in a device of the type described in more detail by the fact that in the exhaust pipe adjacent to the urea addition point an exhaust gas heater is arranged, by means of which guided in the exhaust gas exhaust stream to a temperature between 400 ° C and 1 .000 ° C, preferably between 600 ° C and 800 ° C, can be heated.
  • the method according to the invention therefore provides, in a further development, for the urea or the ammonia to be added to the exhaust gas flow upstream of the exhaust gas flow heating in the exhaust gas flow direction.
  • the device according to the invention is characterized in an embodiment in that the urea addition point is arranged in the exhaust pipe in the exhaust gas flow direction upstream of the exhaust gas flow heater.
  • the exhaust gas temperature at the beginning of the melting process is significantly lower, so that the invention is particularly suitable for use in electric arc furnace processes, even if they are the same in converter processes, in BOF converters, LD Converters, ladles, blast furnaces and other metallurgical vessels, ovens and equipment.
  • the method according to the invention therefore finally also provides that the addition of urea or ammonia to the exhaust gas stream and the heating of the exhaust gas stream in an arc furnace in a near-arc of the arc furnace exhaust pipe, in particular in the exhaust gas flow direction upstream of an oxygen sucking, formed in the arc exhaust duct annular gap , is carried out.
  • the device according to the invention finally distinguished by the fact that the urea addition point and the Abgasstromsammlung adopted are formed in an arc furnace in a near-leaflet arc of the arc furnace exhaust gas line, in particular in the exhaust gas flow direction upstream of an oxygen-sucking, formed in the arc exhaust gas duct annular gap.
  • a urea addition point 16 which is formed as urea injection means, and an exhaust gas heating means 17, which is formed as a burner flame-generating burner, are arranged adjacent to each other.
  • the urea addition point 16 and the Abgasstromsammlungeinnchtung 17 are close to the lid of the arc furnace 2 and thus arranged close to the exit of the exhaust gas stream 15 in the connected exhaust pipe 3 in the exhaust pipe 3.
  • the urea addition point 16 upstream of the Abgasstromsammlungeinnchtung 17 is arranged in the flow direction of the exhaust gas stream 15.
  • the Abgasstromsammlungeinnchtung 17 is further aligned in the arc 10th arranged that with the burner flame, a reaction zone 18 is formed in which the nitrogen oxides contained in the exhaust gas 15 (NO x ) react well after the injection of urea 19 and thus the conversion into nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O) take place can.
  • the Abgasstromsammlungeinnchtung 17 is designed such that it the exhaust gas flow 15 in the exhaust pipe 3 and in the arc 10 of the exhaust pipe 3 to a temperature between 400 ° C and 1000 ° C, preferably between 600 ° C and 800 ° C, can heat up.
  • the flow direction of the exhaust gas flow 15 is indicated by the arrows.
  • the urea injection at the urea addition point 16 and in the exemplary embodiment a burner flame generating Abgasstromsammlungeinnchtung 17 is started so that immediately upon the subsequent ignition of the arc 8 in the exhaust stream 15 resulting increased nitrogen oxide concentrations in the arc 10 of the desired NO x - Be subjected to reduction.
  • the device according to the invention is equipped with a furnace control and, if desired, an exhaust gas measurement with respect to temperatures and / or exhaust gas composition, which can be coupled with the control of the urea injection or urea addition and the burner control, that is to say the control of the exhaust gas heating device 17 , With knowledge of the respective process, the regulation can already be preventive.
  • the urea (CO (NH 2 ) 2) 19 fed to the exhaust gas stream 15 is split into NH 2 and CO in accordance with NH 2 CONH 2 -> ⁇ 2NH 2 + CO.
  • NH 2 and the NH 2 contained in the exhaust gas stream react to form nitrogen N 2 and water (NH 2 + NO-N 2 + H 2 O).
  • the reduction of NO x is carried out with ammonia (NH 3 ), the urea serving as an ammonia supplier (in a pre-reaction). It is therefore also possible to supply ammonia or another agent supplying ammonia as urea to the exhaust gas stream 15.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Stickoxid(NOx)-Minderung in Abgasströmen (15) metallurgischer Gefäße oder Öfen (2) zur thermischen und/oder chemischen Behandlung von metallhaltigem, insbesondere eisenhaltigem, Material, vorzugsweise Metallschmelzen, bevorzugt Eisenschmelzen, bei welchem beim Betrieb des Gefäßes oder des Ofens (2) dem jeweils entstehenden, in einer Abgasleitung (3) geführten Abgasstrom (15) an einer Harnstoffzugabestelle (16) Harnstoff (19) zugeführt und mit dem Stickoxid (NOx) des Abgasstroms (15) zur Reaktion gebracht wird, soll eine Lösung geschaffen werden, die auch bei niedrigen Abgastemperaturen eine Entstickung eines bei einer thermischen und/oder chemischen, insbesondere metallurgischen, Behandlung von metallhaltigem, insbesondere eisenhaltigem, Material entstehenden Abgases mittels Harnstoff ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, dass der Abgasstrom (15) in der Abgasleitung (3) benachbart zur Harnstoffzugabestelle (16) des Harnstoffs auf eine Temperatur zwischen 400 °C und 1.000 °C, vorzugsweise zwischen 600 °C und 800 °C, aufgeheizt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur NOx-Minderung in Abgasströmen metallurgischer Gefäße oder Öfen
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Stickoxid(NOx)-Minderung in Abgasströmen metallurgischer Gefäße oder Öfen zur thermischen und/oder chemischen Behandlung von metallhaltigem, insbesondere eisenhaltigem, Material, vorzugsweise Metallschmelzen, bevorzugt Eisenschmelzen, bei welchem beim Betrieb des Gefäßes oder des Ofens dem jeweils entstehenden, in einer Abgasleitung geführten Abgasstrom an einer Harnstoffzugabestelle Harnstoff (CO(NH2)2) oder Ammoniak zugeführt und mit dem Abgasstrom zur Reaktion gebracht wird. Ebenso richtet sich der Erfindung auf eine Vorrichtung , insbesondere Gefäß oder Ofen, zur thermischen und/oder chemischen Behandlung von metallhaltigem, insbesondere eisenhaltigem, Material, vorzugsweise Metallschmelzen, bevorzugt Eisenschmelzen, mit einer angeschlossenen Abgasleitung, die eine darin ausgebildete Harnstoffzugabestelle aufweist, mittels welcher beim Betrieb des Gefäßes oder Ofens dem jeweils entstehenden, in der Abgasleitung geführten Abgasstrom Harnstoff (CO(NH2)2) oder Ammoniak zuführbar und mit dem Abgasstrom zur Reaktion zu bringen ist.
In metallurgischen Gefäßen, wie Elektrolichtbogenöfen, in welchen Stahlschrott, Eisenschwamm oder ähnliches Material eingeschmolzen wird, aber auch in LD- Konvertern, kommt es bei Temperaturen von über 1000° C zur Bildung von Stickoxiden (NOx). Beim Betrieb eines Elektrolichtbogenofens erzeugen die Lichtbögen im Plasma und die heiße Ofenatmosphäre diese Stickoxide; beim BOF-Konverter sind dies die hohen Abgastemperaturen. Die Entstehung derartiger thermischer Stickoxide kann sowohl unmittelbar im Ofengefäß selbst als auch im Abgas erfolgen, beispielsweise wenn dem aus dem Ofengefäß abgeleiteten Abgasstrom bei hoher Temperatur Umgebungsluft zugemischt wird, wie dies beispielsweise bei Lichtbogenöfen aufgrund eines in der Abgasleitung ausgebildeten Krümmerspaltes der Fall ist. Da es sich bei Stickoxiden NOx um umweltschädliche und giftige Gase handelt, die sowohl unmittelbar die Gesundheit gefährden also auch als Treibhausgas zur Erderwärmung beitragen, ist es erstrebenswert, die Ableitung von Stickoxiden in die Umwelt zu vermeiden.
In der WO 2012/146462 A1 ist daher schon vorgeschlagen worden, zur Minderung der ΝΟχ-Emissionen dem Abgasstrom Harnstoff zuzuführen und mit den Stickoxiden des Abgasstromes zur Reaktion zu bringen. Bei der aus der WO 2012/146462 A1 bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung und dem aus diesem Dokument bekannten gattungsgemäßen Verfahren wird dem Abgasstrom, dargestellt am Beispiel eines Lichtbogenofens, in der Abgasleitung Harnstoff zugeführt. Insbesondere soll dies erfolgen, wenn die Abgastemperatur sich oberhalb von 500 °C, insbesondere oberhalb von 1000 °C, befindet. Es ist bekannt, dass sich Harnstoff in diesen Abgasen in NH2-Bestandteile und CO aufspalten lässt, wonach das NH2 anschließend unmittelbar mit dem Stickoxid (NO) zu Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) reagiert. Problematisch allerdings ist, dass bei den hier angesprochenen metallurgischen Prozessen, beispielsweise bei der Erschmelzung von Stahlschrott in einem Elektrolichtbogenofen, auch Stickoxid beladene Abgase entstehen, die eine Temperatur von nur bis zu 500 °C aufweisen. So treten bei der Erschmelzung von Strahlschrott im Lichtbogenofen hohe Stickstoffkonzentrationen in staubbeladenen Abgasen auf, die eine Temperatur von 200 °C bis 500 °C aufweisen. Insbesondere zu Beginn eines solchen Elektrolichtbogenofen-Prozesses liegt die Abgastemperatur bei lediglich 200 °C und brennt der Lichtbogen frei in einer Luftatmosphäre. Zu einem solchen Zeitpunkt lässt sich der Stickoxidgehalt des Abgases aufgrund der geringen Abgastemperatur mit Hilfe von Harnstoff kaum reduzieren. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die auch bei niedrigen Abgastemperaturen eine Entstickung eines bei einer thermischen und/oder chemischen, insbesondere metallurgischen, Behandlung von metallhaltigem, insbesondere eisenhaltigem, Material entstehenden Abgases mittels Harnstoff oder Ammoniak ermöglicht.
Bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Abgasstrom in der Abgasleitung benachbart zur Harnstoffzugabestelle des Harnstoffs oder Ammoniaks auf eine Temperatur zwischen 400 °C und 1 .000 °C, vorzugsweise zwischen 600 °C und 800 °C, aufgeheizt wird.
Ebenso wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art dadurch gelöst, dass in der Abgasleitung benachbart zur Harnstoffzugabestelle eine Abgasstromheizeinrichtung angeordnet ist, mittels welcher der in der Abgasleitung geführte Abgasstrom auf eine Temperatur zwischen 400 °C und 1 .000 °C, vorzugsweise zwischen 600 °C und 800 °C, aufheizbar ist.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass zusätzlich zu der Zugabe oder Eindüsung von Harnstoff in den während eines solchen thermischen und/oder chemischen, metallurgischen Prozesses entstehenden Abgasstrom, dieser in der Abgasleitung zusätzlich auf eine Temperatur zwischen 400 °C und 1000 °C, vorzugsweise zwischen 600 °C und 800 °C aufgeheizt wird. Die jeweils eingestellte Temperatur kann bezüglich der jeweils ablaufenden Reaktion optimiert werden. Jedenfalls aber ist Kern der Erfindung, dass das Abgas in der Abgasleitung auf eine Temperatur erwärmt wird, in der die NOx-Minderung mittels Harnstoff oder Ammoniak gut durchführbar ist. Der Harnstoff oder harnstoffreiche Flüssigkeiten oder Ammoniak werden in den entstehenden Abgasstrom eingebracht und der Abgasstrom wird benachbart zur Harnstoffzugabestelle in unmittelbarer Nähe mittels einer Abgasstromheizeinrichtung auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt. Hierbei ist es zweckmäßig und vorteilhaft, den Abgasstrom mittels einer in den Abgasstrom gerichteten Brennerflamme aufzuheizen und die Abgasstromheizeinnchtung als solche auszubilden, die einen eine Brennerflamme erzeugenden Brenner umfasst, welche Ausgestaltungen die Erfindung bezüglich des Verfahrens und der Vorrichtung vorsieht.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn austrittsnah zu seinem Austritt aus dem metallurgischen Gefäß oder Ofen in die Abgasleitung dem Abgasstrom der Harnstoff oder das Ammoniak zugegeben und der Abgasstrom aufgeheizt werden, was die Erfindung in Ausgestaltung weiterhin vorsieht. Wenn das Reduktionsmittel Harnstoff oder das Ammoniak in einer heißen Brennerflamme kurz nach dem Austritt aus dem metallurgischen Gefäß mit den im Abgasstrom enthaltenen Stickoxiden in Reaktion gebracht wird, existiert mit der Brennerflamme ein gut definierbarer und ausbildbarer Reaktionsraum, in welchem das Reduktionsmittel Harnstoff bzw. (daraus gebildetes) Ammoniak (NH3) mit den Stickoxiden reagieren kann. Gleichzeitig werden mittels der Brennerflamme die nicht mit dem Harnstoff oder Ammoniak reagierenden weiteren Abgaskomponenten, wie Kohlenmonoxid, Wasserstoff oder OH-Bestandteile verbrannt.
Um dies zu ermöglichen, zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung in Ausgestaltung ebenfalls dadurch aus, dass die Harnstoffzugabestelle und die Abgasstromheizeinnchtung austrittsnah zum Austritt des Abgasstromes in die angeschlossene Abgasleitung in der Abgasleitung angeordnet sind.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn zunächst der Harnstoff oder des Ammoniak in das Abgas eingebracht und danach das schon Harnstoff oder Ammoniak enthaltende Abgas auf die jeweils gewünschte Temperatur gebracht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht daher in Weiterbildung vor, dass der Harnstoff oder das Ammoniak in Abgasströmungsrichtung stromaufwärts der Abgasstromaufheizung dem Abgasstrom zugegeben wird. In analoger Weise zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung in Ausgestaltung dadurch aus, dass die Harnstoffzugabestelle in der Abgasleitung in Abgasströmungsrichtung stromaufwärts der Abgasstromheizeinrichtung angeordnet ist. Zur optimalen Reduktion von Stickoxiden (NOx) mittels Harnstoff bzw. (daraus gebildetes) Ammoniak (NH3) sind Temperaturen von 600 °C bis 800 °C besonders gut geeignet. Bei der Erschmelzung von Schrott in Elektrolichtbogenöfen ist die Abgastemperatur zu Beginn des Schmelzprozesses aber deutlich geringer, so dass sich die Erfindung insbesondere für die Anwendung bei Elektrolichtbogenofen-Prozessen eignet, auch wenn sie sich genauso bei Konverter-Prozessen, bei BOF-Konvertern, LD-Konvertern, Pfannenöfen, Hochöfen und anderen metallurgischen Gefäßen, Öfen und Einrichtungen verwenden lässt. In Ausgestaltung sieht das erfindungsgemäße Verfahren daher schließlich auch vor, dass die Zugabe von Harnstoff oder Ammoniak zum Abgasstrom und die Aufheizung des Abgasstroms bei einem Lichtbogenofen in einem deckelnahen Bogen der Lichtbogenofen-Abgasleitung, insbesondere in Abgasströmungsrichtung stromaufwärts eines Sauerstoff ansaugenden, in der Lichtbogenabgasleitung ausgebildeten Ringspaltes, durchgeführt wird. In analoger Weise zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung schließlich dadurch aus, dass die Harnstoffzugabestelle und die Abgasstromheizeinrichtung bei einem Lichtbogenofen in einem deckelnahen Bogen der Lichtbogenofenabgasleitung, insbesondere in Abgasströmungsrichtung stromaufwärts eines Sauerstoff ansaugenden, in der Lichtbogenabgasleitung ausgebildeten Ringspaltes, ausgebildet sind.
Die Erfindung ist nachstehend anhand einer einzigen Figur beispielhaft näher erläutert. Die einzige Figur zeigt die insgesamt mit 1 bezeichneten Vorrichtung, in diesem Fall ein Elektrolichtbogenofen 2, mit angeschlossener Abgasleitung 3 sowie eine vergrößerte Einzelheit der Abgasleitung 3 in ihrem unteren Teilbild. Der Lichtbogenofen 2 ist schematisch mit seinem Ofengefäß 2a, der Elektrodenhalterung 4 und einem Lanzenmanipulator 5 mit angeschlossenem Staubbunker 6 dargestellt.
Beim Betrieb eines solchen Lichtbogenofens oder einer solchen Vorrichtung wird Schrott oder Eisenschwamm im Ofenraum 7 mittels Lichtbögen 8 erschmolzen. Das dabei entstehende Abgas wird am Deckel 9 über einen Bogen 10 der Abgasleitung 3 zugeführt, wobei der Bogen 10 Bestandteil der Lichtbogenabgasleitung 3 ist. Durch die Abgasleitung 3 wird das den Lichtbogenofen 2 verlassende Abgas einem Grobabscheider 1 1 und danach einer Wassereindüsung 12 zugeführt. Danach gelangt das Abgas in eine Filteranlage 13, bevor es in die Umgebung abgeführt wird. Im Übergang vom Bogen 10 zum angrenzenden Bereich der Abgasleitung 3 ist ein Krümmerspalt oder Ringspalt 14 ausgebildet, mittels welchem in den Abgasstrom 15 Sauerstoff von der außen liegenden Umgebung in die Lichtbogenabgasleitung angesaugt werden kann bzw. beim Betrieb des Lichtbogenofens 2 angesaugt wird.
In dem Bogen 10 sind eine Harnstoffzugabestelle 16, die als Harnstoffinjektionseinrichtung ausgebildet ist, und eine Abgasstromheizeinnchtung 17, die als eine Brennerflamme erzeugender Brenner ausgebildet ist, benachbart zueinander angeordnet. Durch ihre Anordnung in dem Bogen 10 sind die Harnstoffzugabestelle 16 und die Abgasstromheizeinnchtung 17 deckelnah an dem Lichtbogenofen 2 und somit austrittsnah zum Austritt des Abgasstromes 15 in die angeschlossene Abgasleitung 3 in der Abgasleitung 3 angeordnet. Hierbei ist in Strömungsrichtung des Abgasstromes 15 die Harnstoffzugabestelle 16 stromaufwärts der Abgasstromheizeinnchtung 17 angeordnet. Hierbei ist die Abgasstromheizeinnchtung 17 weiterhin derart ausgerichtet in dem Bogen 10 angeordnet, dass sich mit der Brennerflamme eine Reaktionszone 18 ausbildet, in welcher die im Abgas 15 enthaltenen Stickoxide (NOx) nach der Eindüsung von Harnstoff 19 gut reagieren und somit die Umwandlung in Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) erfolgen kann. Um dies durchführen zu können, ist die Abgasstromheizeinnchtung 17 derart ausgelegt, dass sie den Abgasstrom 15 in der Abgasleitung 3 bzw. im Bogen 10 der Abgasleitung 3 auf eine Temperatur zwischen 400 °C und 1000 °C, vorzugsweise zwischen 600 °C und 800 °C, aufheizen kann. Die Strömungsrichtung des Abgasstromes 15 ist durch die Pfeile angedeutet.
Mit der Vorrichtung 1 ist es möglich, die im Elektrolichtbogenofen 2 insbesondere zu Beginn des Prozesses des Schrotteinschmelzens oder Metalleinschmelzens bei frei brennendem Lichtbogen 8 in kalter Atmosphäre entstehenden Stickoxide im Bogen 10 zur Reaktion mit Harnstoff (CO(NH2)2) bzw. (daraus gebildetes) Ammoniak (NH3) zu bringen, da der kalte Abgasstrom im Bogen 10 auf die jeweils gewünschte Temperatur im Temperaturnbereich zwischen 400 °C und 1000 °C erwärmbar ist. Hierzu werden vor dem Zünden des Lichtbogens 8 die Harnstoffeindüsung an der Harnstoffzugabestelle 16 und die im Ausführungsbeispiel eine Brennerflamme erzeugende Abgasstromheizeinnchtung 17 gestartet, so dass unmittelbar bei der dann nachfolgenden Zündung des Lichtbogens 8 im Abgasstrom 15 entstehende erhöhte Stickoxidkonzentrationen im Bogen 10 der gewünschten NOx-Minderung unterworfen werden können.
Da eine besondere Reinheit der verwendeten Harnstoffes 19 nicht notwendig ist, kann hier beispielsweise auch aus der Landwirtschaft oder aus einem Biokraftwerk stammende harnstoffhaltige Flüssigkeit Verwendung finden. In der Brennerflamme der Abgasstromheizeinnchtung 17 werden zudem weitere, nicht mit dem Harnstoff reagierende Abgaskomponenten wie Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) verbrannt, d.h. oxidiert. Von Vorteil ist es weiterhin, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Ofensteuerung und gewünschtenfalls einer Abgasmessung in Bezug auf Temperaturen und/oder Abgaszusammensetzung ausgestattet ist, welche mit der Regelung der Harnstoffeindüsung oder Harnstoffzugabe und der Brennersteuerung, also der Steuerung der Abgasstromheizeinrichtung 17, gekoppelt sein kann. In Kenntnis des jeweils ablaufenden Prozesses kann die Regelung schon präventiv erfolgen.
Der dem Abgasstrom 15 zugeführte Harnstoff (CO(NH2)2) 19 wird gemäß NH2CONH2 -»■ 2NH2 + CO in NH2 und CO aufgespalten. NH2 und das im Abgasstrom enthaltene NH2 reagieren zu Stickstoff N2 und Wasser (NH2 + NO— N2 + H2O). In der Regel erfolgt die Reduktion des NOx mit Ammoniak (NH3), wobei der Harnstoff als Ammoniaklieferant (in einer Vorreaktion) dient. Es ist daher auch möglich, Ammoniak oder ein anderes Ammoniak lieferndes Mittel als Harnstoff dem Abgasstrom 15 zuzuführen.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Öfen
3 Abgasleitung
10 Bogen
14 Ringspalt
15 Abgasstrom
16 Harnstoffzugabestelle
17 Abgasstromheizeinrichtung 19 Harnstoff

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Stickoxid(NOx)-Minderung in Abgasströmen (15) metallurgischer Gefäße oder Öfen (2) zur thermischen und/oder chemischen Behandlung von metallhaltigem, insbesondere eisenhaltigem, Material, vorzugsweise Metallschmelzen, bevorzugt Eisenschmelzen, bei welchem beim Betrieb des Gefäßes oder des Ofens (2) dem jeweils entstehenden, in einer Abgasleitung (3) geführten Abgasstrom (15) an einer Harnstoffzugabestelle (16) Harnstoff (19) oder Ammoniak zugeführt und mit des Abgasstrom (15) zur Reaktion gebracht wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abgasstrom (15) in der Abgasleitung (3) benachbart zur Harnstoffzugabestelle (16) des Harnstoffs oder Ammoniaks auf eine Temperatur zwischen 400 °C und 1 .000 °C, vorzugsweise zwischen 600 °C und 800 °C, aufgeheizt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (15) mittels einer in den Abgasstrom (15) gerichteten Brennerflamme aufgeheizt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass austrittsnah zu seinem Austritt aus dem metallurgischen Gefäß oder Ofen (2) in die Abgasleitung (3) dem Abgasstrom (15) der Harnstoff (19) oder Ammoniak zugegeben und der Abgasstrom (15) aufgeheizt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Harnstoff (19) oder Ammoniak in Abgasströmungsrichtung stromaufwärts der Abgasstromaufheizung dem Abgasstrom (15) zugegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Harnstoff (19) oder Ammoniak zum Abgasstrom (15) und die Aufheizung des Abgasstroms (15) bei einem Lichtbogenofen (2) in einem deckelnahen Bogen (10) der Lichtbogenofenabgasleitung (3), insbesondere in Abgasströmungsrichtung stromaufwärts eines Sauerstoff ansaugenden, in der Lichtbogenabgasleitung (3) ausgebildeten Ringspaltes (14), durchgeführt wird.
6. Vorrichtung (1 ), insbesondere Gefäß oder Ofen (2), zur thermischen und/oder chemischen Behandlung von metallhaltigem, insbesondere eisenhaltigem, Material, vorzugsweise Metallschmelzen, bevorzugt Eisenschmelzen, mit einer angeschlossenen Abgasleitung (3), die eine darin ausgebildete Harnstoffzugabestelle (16) aufweist, mittels welcher beim Betrieb des Gefäßes oder Ofens (2) dem jeweils entstehenden, in der Abgasleitung (3) geführten Abgasstrom (15) Harnstoff (19) oder Ammoniak zuführbar und mit dem des Abgasstrom (15) zur Reaktion zu bringen ist, dadurch gekennzeichnet,
dass in der Abgasleitung (3) benachbart zur Harnstoffzugabestelle (16) eine Abgasstromheizeinnchtung (17) angeordnet ist, mittels welcher der in der Abgasleitung (3) geführte Abgasstrom (15) auf eine Temperatur zwischen 400 °C und 1 .000 °C, vorzugsweise zwischen 600 °C und 800 °C, aufheizbar ist.
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasstromheizeinnchtung (17) einen eine Brennerflamme erzeugenden Brenner umfasst.
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Harnstoffzugabestelle (16) und die Abgasstromheizeinnchtung (17) austrittsnah zum Austritt des Abgasstromes (15) in die angeschlossene Abgasleitung (3) in der Abgasleitung (3) angeordnet sind.
9. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 6 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Harnstoffzugabestelle (16) in der Abgasleitung (3) in Abgasströmungsrichtung stromaufwärts der Abgasstromheizeinrichtung (17) angeordnet ist.
10. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 6 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Harnstoffzugabestelle (16) und die Abgasstromheizeinrichtung (17) bei einem Lichtbogenofen (2) in einem deckelnahen Bogen (10) der Lichtbogenofenabgasleitung (3), insbesondere in Abgasströmungsrichtung stromaufwärts eines Sauerstoff ansaugenden, in der
Lichtbogenabgasleitung (3) ausgebildeten Ringspaltes (14), ausgebildet sind.
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