DE2852769A1

DE2852769A1 - Verfahren zur regelung der stickstoffoxide in abgasen und hierzu geeignete vorrichtung

Info

Publication number: DE2852769A1
Application number: DE19782852769
Authority: DE
Inventors: Masumi Atsukawa; Kazuhiro Matsumoto; Toshikuni Sera; Toru Seto; Naohiko Ukawa
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1977-12-02
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1979-06-28
Also published as: FR2410787B1; US4302431A; ES475656A1; GB2008967B; FR2410787A1; GB2008967A; CA1121981A; JPS5477277A

Description

Verfahren zur Regelung der Stickstoffoxide in Abgasen und hierzu geeignete Vorrichtung

Die Erfindung betrifft sin Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung won Oxiden des Stickstoffs in Abgasen aus Verbrennungseinrichtungen durch Zersetzen der Oxide in Gegenwart von Sauerstoff mit Ammoniak, das in die Einrichtung geblasen wird, und zur damit verbundenen Ableitung bei Temperaturen im Bereich von 7oo° bis 13oo°C, wobei eine Katalysatoranordnung vorgesehen ist und die katalytischen Flächen der Komponenteneinheiten im wesentlichen parallel zur Richtung des Abgasstromes in einer Zone angeordnet sind, in welcher die Temperatur des Gases nach der Zersetzungsbehandlung zwischen 3oo° und 5oo°C liegt, und das Gas nach der Zersetzungsbehandlung durch die Katalysatoranordnung strömen gelassen wird, um restliche Stickstoffoxide und Ammoniak im Gas zu unschädlichen Substanzen zu zersetzen. Eine zusätzliche Ammoniakzufuhr in einer Menge des o,5- bis 1,5-fachen Äquivalents (im Molverhältnis) zur Menge der Stickstoffoxide in Molen in dem Gas wird in den Raum eingeleitet, der unmittelbar in Strom-

BORO
ST. ANNASTR. 11 8000 MÜNCHEN 22 TEL: 089/22 35 44

1 - 656 44 INVEN d

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um hierdurch die Zersetzung der Oxide in dem Gas zu beschleunigen und sie unschädlich zu machen.

Die Erfindung betrifft Werbesserungen bei einem V/erfahren und einer Vorrichtung zur Regelung von Stickstoffoxiden in Abgasen aus Verbrennungseinrichtungen durch Zersetzung der Oxide zu unschädlichen Substanzen. Insbesondere bezieht sich die"Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur wirksamen Entfernung von Restmaterie, wieJAmmoniak, aus den Gasen, nachdem diese einer nichtkatalytischen Denitrifizierung bei erhöhter Temperatur unterzogen worden sind.

Das ernstzunehmende Problem der schädlichen Wirkungen der Oxide des Stickstoffs (nachfolgend auch mit NOx abgekürzt) in Gasen, die aus Verbrennungsprozessen herrühren, ist in jüngster Zeit verstärkt beachtet worden; eine Anzahl Wege ist eingeschlagen worden, den Giftgehalt aus den Emissionen zu beseitigen. Zu solchen Vorschlägen gehört eine Technik, die heute zunehmende Aufmerksamkeit findet und darin besteht, daß man Abgas und Ammoniak in Kontakt bringt in Gegenwart von Sauerstoff bei einer hohen Temperatur im Bereich von 7oo bis 11oo°C ( das Verfahren wird im folgenden "nichtkatalytische Denitrifizierung bei hoher Temperatur" genannt), siehe zum Beispiel 3P-0S 7774/75. Das keinen Katalysator benötigende Verfahren besitzt keine Begleitprobleme, wie Erhöhung im Druckverlust wegen des Ersatzes von Katalysator oder infolge Staubabscheidung. Dies bringt den Vorteil, daß man NOx in Abgasen durch Wahl eines geeigneten Temperaturbereiches und Ammoniakanteils leicht zersetzen kann. Bei der praktischen Anwendung zur Behandlung von Abgasen aus Heizkesseln und dsrgl. ergeben sich mit dem Verfahren die folgenden Nachteile:

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(1) Etwas Ammoniak bleibt in dem behandelten Gas zurück und uird nicht entfernt;

(2) niedrige NQx-Zersetzungsgeschuindigkeit;

(3) großer Ammoniakverbrauch.

Die Nachteile (1) und (2) sind korreliart. Wenn zum Beispiel die Ammoniakzufuhr erhöht uird, um die NOx-Zersetzungsgeschuindigkeit zu steigern, ist der Anteil des restlichen Ammoniaks im behandelten Gas hoch.

Daneben verändert eine Variierung bei Auslastung der Verbrennungseinrichtung die Temperatur an dam Punkt, uo Ammoniak eingeleitet uird, auf einen Wert, der vom optimalen Temperaturbereich abueicht, und dies wiederum senkt die Zersetzungsgeschuindigkeit, uas zur Erhöhung des Anteils an restlichem Ammoniak führt. Selbst in kleinen Anteilen reagiert restliches Ammoniak rasch mit dem Schuefelsäuregrialt des Abgases unter Erzeugung von saurem Ammoniumsulfat. Dieses Produkt klebt an den rücks^/e^tigen Uärmeübertragungsflächen in der Region mit relativ niedriger Temperatur, zum Beispiel an den Heizflächen des Luftvorerhitzers und damit verbundener Teile eines Heizkessels, uas eine Erhöhung im Druckverlust hervorruft und den Betrieb der Verbrennungseinrichtung einengt und die Materialien der Einrichtung unter eventueller Korrosion angreift.

Uie eruähnt, ist das Ammoniak, das im behandelten Abgas unentfernt zurückbleibt, das hauptsächliche Hindernis auf dem Weg zur praktischen Ausführung. Demzufolge besteht eine obere Grenze hinsichtlich der Ammoniakzufuhr und die NOx-Zersetzungsgeschuindigkeit ist niedrig. Dies war bisher ein Problem bei der praktischen Ausführung der nichtkatalytischen Denitrifizierung bei hoher Temperatur, Außerdem unterliegt

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Ammoniak, das in die Hochtemperaturzone geleitet uird, einer Begleitreaktion unter eig^eaer Zersetzung, uas zu dem Nachteil (3) des übermäßigen Ammoniakverbrauchs führt oder zu einem Verbrauch, der mehr als dem Äquivalent für die NOx-Zersetzungsreaktion entspricht. Diese Tendenz uird noch ausgeprägter, wenn der Betrag der Ammoniakinjektion erhöht uird zwecks Einstellung auf eine erhöhte Zersetzungsgeschwindigkeit. Dies ist ein weiterer Beschränkungsfaktor für die auf konventionellem Wege zu erreichende Geschwindigkeit der NOx-Zersetzung,

Dis Erfindung hat zum Ziel, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwindung der vorerwähnten Schwierigkeiten und zur wirksamen Zersetzung von NOx in Abgasen zu unschädlichen Substanzen bereitzustellen, wobei voller Gebrauch von den Vorteilen der nichtkatalytischen Hochtemperatur-Denitrifizierung gemacht werden soll.

Hierzu schlägt die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung der folgenden Kennzeichnungen vor:

(1) Ein Verfahren zur Regelung von NOx in Abgasen aus Verbrennungseinrichtungen durch Zersetzung des NOx in Gegenwart von Sauerstoff mit in diese Einrichtung eingeblasenem Ammoniak und zur damit verbundenen Ableitung bei Temperaturen innerhalb des Bereichs von 7oo° bis 13oo C, wobei die Verbesserung darin besteht, daß man eine Katalysatoranordnung vorsieht, wobei die katalytischem Flächen der Komponenteneinheiten im wesentlichen parallel zur Richtung des Gasstroms stehen und zwar in einer Region oder Zone, wo die Temperatur des Gases nach der Zersetzungsbehandlung zwischen 3oo und 5oo C beträgt, und man das Gas nach der Zersetzungsbehandlung durch die Katalysatoranordnung strömen läßt, wodurch restliches NOx und

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Ammoniak in dam Gas zu unschädlichen Substanzen zersetzt werden.

(2) Ein Verfahren zur Regelung von NOx in Abgasen aus Verbrennungseinrichtungen durch Zersetzung des NOx in Gegenwart von Sauerstoff mit Ammoniak, das in die Einrichtung geblasen wird, und zur damit verbundenen Ableitung bei Temperaturen innerhalb des Bereichs von 7oo bis 13oo°C, uobei die Verbesserung darin besteht, daß man eine Katalysatoranordnung vorsieht, bei der die katalytischen Flächen der Komponenteneinheiten im wesentlichen parallel zur Richtung des Gasstroms in einer Zone stehen, uo die Temperatur des Gases nach der Zersetzungsbehandlung zwischen 3oo° und 5oo°C liegt, so daß das Gas nach der Zersetzungsbehandlung durch die Katalysatoranordnung passieren kann, und man eine zusätzliche Zuführung an Ammoniak in einer Menge vorsieht, die dem o,5-bis 1,5-fachen Äquivalent (als Molverhältnis) zur Menge des NGx in Holen im Gas entspricht, und zwar in den Raum oberhalb der Katalysatoranordnung -in Strömungsrichtung gesehen- einleitet und hielg^urch die Zersetzung des NOx im Gas zu unschädlichen Substanzen beschleunigt.

(3) Eine Vorrichtung zur Regelung von NOx in Abgasen aus einer Verbrennungseinrichtung, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie in Kombination aufweist: einen Frontabschnitt mit Düsen, die in einer Hochtemperaturzone der Einrichtung installiert sind, um Ammoniak zur Zersetzung des NOx in Gegenwart von Sauerstoff zu liefern, und einen Hinterabschnitt, der eine Anordnung aus Katalysatoreinheiten enthält, die in einer Zone mit relativ niedriger Temperatur installiert sind, welche das Gas erreicht, nachdem eine Zersetzungsbehandlung stattgefunden hat, wobei diese Katalysatoreinheit von solcher Gestalt ist, daß die katalytischen Flächen im wesentlichen parallel zur Richtung des Gasstromes verlaufen, um so restliches Ammoniak und NOx gleichzeitig zu zersetzen.

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(4) Eine Vorrichtung zur Regelung won NGx in Abgasen aus Verbrennungseinrichtungen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie in Kombination aufweist einen Worderabschnitt, der in einer Hochtemperaturzone der Einrichtung installierte Düsen enthält, um Ammoniak zur Zersetzung des NOx in Gegenwart von Sauerstoff zu liefern, und einen Hinterabschnitt mit einer Anordnung won Katalysatoreinheiten, die in einer Zone mit relativ niedriger Temperatur installiert sind, wo das Gas nach einer Zersetzungsbehandlung ankommt, uoDei diese Katalysatoreinheiten von einer solchen Gestalt sind, daß die katalytischen Flächen im wesentlichen parallel zur Richtungjdes Gasstromes verlaufen und so restliches Ammoniak und NOx gleichzeitig zersetzen, und zusätzliche Ammoniak liefernde Düsen in Nähe des Eintritts der Katalysatoranordnung vorgesehen bzw. installiert sind.

Die Erfindung wird im einzelnen anhand der folgenden Zeichnungen erläutern, worin

Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform der Erfindung ist bei Anwendung auf die Behandlung von Rauchgas aus einem Heizkessel;

Fig. 2 in diagrammatischer Sicht ein herkömmliches granuläres Katalysatorbett zeigt;

Fig. 3 in diagrammatischer Sicht eine Anordnung aus Katalysatorplatten gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 4 in perspektivischer Sicht eine Packungsanordnung von Katalysatorplatten zeigt; und

Fig.5 ein schematisches Diagramm für eine Vorrichtung ist, die für Beispiele der Erfindung eingesetzt wird.

In Fig. 1 erzeugen die Hauptbrenner 1 , die mit Luft und Brennstoff beliefert werden, NGx enthaltendes Verbrennungsgas. Die Uärmegewinnung aus dem Gas wird normalerweise bewirkt, indem durch Uärmeübertragungsrohre 5 und 5¹ eine Uärmegewinnungsflüssigkeit fließt, wobei diese Rohre entsprechend in einer Strahlungszone 3 und in Konvektionszonen 4 installiert sind.

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-1ο-

Der Temperaturbereich won Abgasen, der zur Injektion von Ammoniak für eine nichtkatalytische Hochtemperatur-Denitrifizierung geeignet ist, liegt deshalb gewöhnlich in den Abgasleitungen der Konvektionszonen 4 vor, Mit anderen Uorten, der Bereich, der in den Leitungsteilen zwischen

dem Rückflußteil der Strahlungszone 3 und dem Raum liegt, der durch eine Katalysatoranordnung 6 (sie wird noch beschrieben) vorherrscht, uo die Temperatur des Zersetzungsgases bei 7oo bis 13oo C liegt, ist bevorzugt. Das Ammoniak zur nichtkatalytischen Hochtemperatur-Denitrifizierung kann an jedem Punkt des Leitungssystems eingeleitet werden, vorausgesetzt, die Temperatur darin befindet sich in diesem Bereich. Zum Beispiel können Serien von Ammoniakinjektionsdüsen 2 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung angebracht sein. Innerhalb des Leitungssystems kommt das Ammoniak mit dem NOx in dem Gasstrom in Berührung und unterliegt Reaktionen zur Zersetzung dBs NOx.

Während die Zersetzungsreaktionen selbst im allgemeinen mit hohen Geschwindigkeiten vor sich gehen, wird die rasche und gründliche Durchmischung von Ammoniak mit NOx tatsächlich schwierig wegen des Phänomens der Gasstromabueichung und ungleichförmigen NOx-Verteilung. Diese Faktoren kommen manchmal zu einer ungleichen Verteilung der Sauerstoffkonzentration hinzu und machen es sehr schwierig, ein großes Volumen an Abgas gründlich und schnell mit einer kleinen Menge Ammoniak (dem o,5- bis 2,o-fachen der Gesamtmenge an NOx) zu mischen.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, ist versucht worden, zum Beispiel den Betrag an Ammoniakinjektion zu erhöhen oder den Injektionspunkt entsprechend der Variierung der Auslastung zu verschieben. Solche Versuche sind jedoch mit den Problemen

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einer erhöhten Restammoniakmenge und eines übermäßigen Ammoniakverbrauchs verknüpft, wie bereits ausgeführt wurde.

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung, die ebenfalls in Fig. 1 erläutert wird, ist eine Katlaysatoranordnung 6 im hinteren Abschnitt der Vorrichtung installiert, uobei die katalytischen Flächen parallel zur Richtung des Gasstromes verlaufen. Zur Verwendung in dieser Anordnung können die Katalysatoreinheiten irgendeine gewünschte Gestalt einnehmen, uie Platten, Waben oder Rohre, solange nur ihre Arbeitsflächen sich im wesentlichen (oder genau) parallel zum Gasstrom befinden.

Diese Katalysatoranordnung 6 zersetzt sowohl Ammoniak als auch NOx zu unschädlichen Substanzen und eliminiert diese aus dem Abgas, wenn die letzteren in Kontakt mit dem Katalysator vorlVerlassen der Vorrichtung kommen. Die auf diese Ueise unschädlich gemachte Emission wird zu einem Luftvorerhitzer 8 geleitet und gelangt zu einem bewegten Zugluftventilator 9 undyiJann durch einen Schornstein 1 ο an die allgemeine Atmosphäre abgegebeη .

Die Eigenschaften der Katalysatoranordnung 6, wenn sie zum Beispiel aus plattenförmigen Einheiten besteht^und die zu ihrer Installierung/einzuhaltenden Erfordernisse werden _unten *^m einzelnen erläutert.

(1) Ort für die Installierung: Obwohl Fig. 1 anhand eines Beispiels eine Katalysatoranordnung zeigt, die hinter einem Brenn-

/ . vorzugsweise

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st offvorwärmer 7 installiert ist, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt; die Installierung kann auch an anderem Ort vorgesehen werden, vorausgesetzt , es wird eine Temperatur innerhalb des richtigen Reaktionstemperaturbereichs (3oo°-5oo°C) eingehalten.

Anders als bei dem üblicherweise verwendeten Bett aus festen Teilchen 11', uie es Fig. 2 zeigt, stellt der Katalysator der erfindungsgemäßen Anordnung und des Verfahrens eine Anordnung aus einer Vielzahl von Katalysatorplatten 11 dar, die parallel und in regelmäßigem Abstancf, zueinander eingesetzt sind, uie es Fig. 3 zeigt (siehe hierzu die Beschreibung der JP-Patentanmeldung Nr. 58888/76). Abgas strömt parallel hierzu und durch die Zwischenräume zwischen den Platten (Pfeile 12 in Fig. 2 und 3 geben die Richtungen des Gasstromes an).

Der Platte-Platte-Abstand des Katalysators liegt vorzugsweise bei 5 bis 2o mm und die geeignete lineare Gasgeschwindigkeit im Bereich von 3-2o m/sek. (gemessen in einem leeren Turm), vorzugsweise im Hochgeschwindigkeitsbereich von 1o-15 m/sek_o <

In den meisten Fällen liegt die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases durch das Leitungssystem eines Heizkessels oder dergl. innerhalb des oben angegebenen Bereichs; daher ist es möglich, plattenartige oder anders gestaltete Katalysatoreinheiten in der Leitung zu installieren. Außerdem können die Einheiten gegebenenfalls frei angeordnet werden, zum Beispiel durch Halterung derselben in aufrechter oder horizontaler Position, je nach der Kontur der Leitung. Dies ist ein großer praktischer Vorteil insofern, als die Vorrichtung demgemäß kompakt aufgebaut sein kann. Dss weiteren kann, wie Fig. 4 zeigt, eine

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Vielzahl von Katalysatorplatten 11 so angeordnet sein, daß sie ein durch einen Rahmenbau 13 getragenes rechtwinkliges Parallelopipedon bilden. Die Packung erleichtert in dieser Weise den Einbau, den Ausbau und andere Arbeiten zur Unterhaltung dieser Katalysatoranordnung erheblich und vereinfacht solche Arbeitsgänge.

(2) Ammoniak-NOx-Zersetzungsvermögen:

Denn NOx und Ammoniak mit einem Katalysator in Form von Platten oder dergl. in Kontakt kommen, treten gleichzeitig Reaktionen zur Zersetzung der beiden Komponenten auf, wonach eine Zersetzungsreaktion des überschüssigen Ammoniaks einsetzt. Daher reagieren bei Kontakt des Gases nach der nichtkatalytischen Denitrifizierung bei hoher Temperatur NOx und Ammoniak zunächst an den katalytischen Platten oder dergl. und werden durch den Katalysator zersetzt, was zu einer Verbesserung in der Denitrifizierungsgeschuindigkeit führt, welche die Erfindung ursprünglich anstrebt. Selbst wenn Gase, die mehr als das Reaktionsäquivalentgewicht des Restammoniaks enthalten, behandelt werden, wird das Ammoniak abgebaut, und die Gase sind nach dem Kontakt mit den Platten unschädlich und weisen geringe Gehalte an NOx und Ammoniak auf. Daneben ist das Anhaften von saurem Ammoniumsulfat, des Reaktionsproduktes von restlichem Ammoniak und Schwefelsäure, an den Wärmeübertragungsflächen eines Wärmeaustauschers im hinteren Bereich der Vorrichtung vermindert. Dies führt zu geringer Zunahme im Druckverlust des Wärmeaustauschers, minimierter Korrosion der Vorrichtung und daher einem gleichmäßigen Betrieb über längere Zeitspannen und zu weiteren Vorteilen.

Für einen noch höheren Denitrifizierungsgrad kann eine zusätzliche Zufuhr von Ammoniak, z.B. bei 2¹ in Fig. 1, zu den Gasen nach der Behandlung zur nichtkatalytischen Hochtemperaturdenitrifizierung und unmittelbar vor Passieren der Katalysatoranordnung gegeben werden. In diesem Fall wird, da Ammoniak

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und NOx bei Kontakt mit Katalysatorplatten oder dergl. zunächst den Zersetzuncsreaktionen in Reaktionsäquivalentgewichten unterliegen, uie bereits ausgeführt, ein übermäßiger Ammoniakwerbrauch vermieden und ein Doppeleffekt erzielt, indem man eine hohe Denitrifizisrungsgeschuindigkeit erreicht, während ein begrenzter Ammoniakverbrauch erfolgt.

(3) Ruß- und Staubkontrolle; Bei üblichen mit einem granulären Katalysator bepackten Reaktoren, die verbreitete Anwendung finden, besteht ein Nachteil gewöhnlich darin, daß eine teilweise Verstopfung des Katalysatorbetts unter Abscheidung von Ruß und Staub aus dem Abgas, das hindurchtritt, auftreten kann. Dies erhöht den Strömungswiderstand des zu behandelnden Gases und kann eventuell zur Unterbrechung des Betriebs der Vorrichtung führen. Ein weiterer Nachteil ist der große Druckverlust, der sich aus der Gaspassage durch das Katalysatorbett ergibt,,

Wenn das Gas andererseits entlang den katalytischen Flächen der Katalysatoreinheiten in Form paralleler Platten oder dergl«, strömt, wie es der vorliegenden Erfindung entspricht, wird die Ruß- und Staubabscheidung vernachlässigbar und es ergibt sich keine Zunahme im Druckverlust, da das Gas mit hoher Geschwindigkeit und parallel zu den katalytischen Flächen strömt. Wenn Abgase mit ungewöhnlich großen Anteilen an Ruß und Staub gehandhabt werden sollen, wird es möglich, eine Uasserdampf-(oder Luft-)gebläsevorrichtung zu benutzen, um die Ablagerungen von den Oberflächen durch einen Strahl von Hochdruckuasserdampf (oder Druckluft) wegzublasen.

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Beispiel 1

Wie in Fig. 5 gezeigt ist,-.wurde ein Reaktor 15* der mit Katalysatoreinheiten in Form von Platten 11 in räumlichem Abstand bepackt war, in einer Leitung 14 am Ausgang aus einem Brennstoffvorwärmer angeordnet. Ein Teil des Abgases wurde nach Hochtemperatur-Denitrifizierung (nichtkatalytisch) durch den Reaktor (mit einer Geschwindigkeit von 7oo - 2ioo Nm /h) mittels eines bewegten Zugluftventilators 17 geführt; die Gaszusammensetzung wurde durch zwei Meßstellen 18 und 19 am Eintritt und Ausgang des Reaktors analysiert. An den Meßstellen betrug die Eintritts-Sauerstoffkonzentration 24 Vol.-# und die Temperatur 36o

σ.

Tabelle

Versuch Nr.	Reaktoreintritts- konzentration (ppm)	NOx	Reaktoraustritts konzentration (ppm)	, NOx	Lineare Gasgeschwin digkeit (m/s ek)
	NH,	85	NH,	73	κ leere Säule
1	11	78	0	53
2	24	72	0	27	4
3	45-	85	<1	74-
4	11	78	0	53
5	24	78	< 1	58	8
6.	24	LfN	12

Die Katalysatorplatten wurden hergestellt , indem Calciumsilikatplatten in eine Eisen(III)sulfat-Lösung getaucht wurden, so daß das Substrat(Träger) 1o Gew.-^ Eisen(III)sulfat tragen konnte. Vier Blöcke, von denen jeder aus einem Dutzend solcher Platten von jeweils o,45 m χ 1 m χ 1o mm bestand und die parallel mit Abständen von 14 mm zueinander

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angeordnet waren, wurden nebeneinander gesetzt.

Beispiel 2

In die Anordnung des Beispiels 1 wurde zusätzlich Ammoniak durch die Düsen 2', die in Nähe des Reaktoreingangs angeordnet waren, zugeführt; die Gaszusammensetzung wurde analysiert.

Tabelle

Versuch Nr.	Re aktoreintritt s- konz entration (ppm)	Reaktoraustritts- Konz entration (ppm)	NOx
	NH * NOx		4o 27 54
1 2 3	35 75 46 72 25 79	2 3 0

Lineare Gasgeschwindigkeit (m/sek)

8 8 8

Konzentration nach zusätzlicher Ammoniakinjektion

Beispiel 3

Der Ausgang eines BrennstoffVorwärmers eines ölbeheizten Heizkessels wurde so verzweigt, daß ein getrennter Strom des Abgases mit einer Geschwindigkeit von 24oo Nnr/h erhalten wurde. Unter Zugabe von Ammoniak wurde das Gas durch einen mit den Katalysatorplatten bepackten Reaktor geleitet; die Änderungen des Druckverlustes mit der Zeit wurden gemessen. Die Ergebnisse sind nachfolgend tabelliert wiedergegeben.

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Die Zusammensetzung des behandelten Gases war wie folgt:

Staub 4-O-7O mg/Nm⁵

SOx 800 ppm

SO₅ 5-15 ppm

NOx 150 ppm

GO₂ 12 VoI.-#
O₂ 4- Vol.-fo

H₀O 16-19 Vol.-Si

tabelle

Ergebnisse der Druckverlustmessungen

Gasdurchtrittszeit (h) 0 4-o8 600 81 ο

Druckverlust (mm H^O) 60 62 63 59

Obwohl die in diesen Beispielen eingesetzten Katalysatoren aus mit Eisen(III)sulfat imprägnierten Oalciumsilikatplatten bestanden, steht es selbstverständlich dem Fachmann frei, daß hierin keine Beschränkung zu sehen ist und ein ähnlicher Effekt mit anderen Katalysatoren erreicht wird, die eine Denitrifizierungskapazität aufweisen, wie Chrom und Vanadium.

Auch der Katalysator ist nicht auf Plattenformen beschränkt, sondern kann andere Formen annehmen, wie Waben oder Rohre, die gleichfalls parallel zur Richtung des Gasstromes in-stalliert sind und so wirkungsvoll arbeiten.

hierzu; 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Meissner & Meissner PATENTANWALTS BU RO BE RL IN - MÜNCHEN PATENTANWÄLTE DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPL-ING.R-J. PRESTING (BLN) HERBERTSTR. 22, 1000 BERLIN 33 Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unsere Zeichen Berlin, den 53-1o83 Mitsubishi Jukogyo K.K. Patentansprüche

1. Verfahren zur Regelung der Oxide des Stickstoffs in Abgasen aus Verbrennungseinrichtungen durch Zersetzung der Oxide in Gegenwart von Sauerstoff mit Ammoniak, das in diese Vorrichtung geblasen wird, und zur damit verbundenen Ableitung bei Temperaturen innerhalb des Bereichs von 7oo bis 13oo C, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Katalysatoranordnung verwendet, wobei die katalytischan Flächen der Komponenteneinheiten im wesentlichen parallel zur Richtung des Gasstroms stehen und zwar in einer Zone, uo die Temperatur des Gases nach der Zersetzungsbehandlung zwischen 3oo°C und 5oo°C beträgt, und dieses Gas nach der Zersetzungsbehandlung durch die Katalysatoranordnung strömen gelassen wird, wodurch restliche Stickstoffoxide und Ammoniak in diesem Gas zu unschädlichen Substanzen zersetzt werden.

2₀ Verfahren zur Regelung der Oxide des Stickstoffs in Abgasen aus Verbrennungseinrichtungen durch Zersetzung der Oxide in Gegenwart von Sauerstoff mit Ammoniak, das in diese Vorrichtung geblasen wird, und zur damit verbundenen Ableitung bei Temperaturen innerhalb des Bereichs von

BORO MÖNCHEN: TELEX: TELEGRAMM: ^w TeCEFÜN: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: ST. ANNASTR. 11 1-85544 INVENTION BERLIN BERLIN 31 W. MEISSNER, BLN-W 8000 MÖNCHEN 22 INVEN d BERLIN 030/891 60 37 BERLINER BANK AG. 122 82 -109 TEL.: 059/22 35« 030/892 23 82 3695716000

7oo bis 13αο C, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Katalysatoranordnung ueruendet, uobei die katalytischen Flächen der Komponenteneinheiten im wesentlichen parallel zur Richtung des Gasstroms stehen und zuar in einer Zone, uo die Temperatur des Gases nach der Zersetzungsbehandlung zwischen 3oo und 5oo C beträgt, so daß dieses Gas nach dieser Zersetzungsbehandlung durch diese Katalysatoranordnung strömen kann, und man zusätzlich Ammoniak in einer Menge des o,5-bis 1,5fachen Äquivalents (nach Molverhältnis) zur Menge der Stickstoffoxide in Molen in diesem Gas in den Raum einleitet, der unmittelbar in Strömungsrichtung an diese Katalysatoranordnung anschließt, wodurch die Zersetzung dieser Oxide in dem Gas zu unschädlichen Substanzen beschleunigt wird.

3. Vorrichtung zur Regelung von Oxiden des Stickstoffs in Abgasen aus Verbrennungseinrichtungen, gekennzeichnet durch die Kombination eines Vorderabschnittes, der in einer Hochtemperaturzone dieser Einrichtung installierte Düsen enthält, um Ammoniak zur Zersetzung der Stickstoffoxide in Gegenwart von Sauerstoff zu liefern, und eines Hinterabschnittes, der eine Anordnung aus Katalysatoreinheiten enthält, die/in einer Zone relativ niedriger Temperatur installiert sind und welche das Gas nach der Zersetzungsbehandlung erreicht, wobei diese Katalysatoreinheiten eine solche Gestalt haben, daß die katalytischen Flächen im wesentlichen parallel zur Richtung des Gasstromes stehen, um restliches Ammoniak und Stickstoffoxide gleichzeitig zu zersetzen,

4. Vorrichtung zur Regelung von Oxiden des

Stickstoffs in Abgasen aus Verbrennungseinrichtungen, gekennzeichnet durch die Kombination eines Vorderabschnittes, der in einer Hochtemperaturzone dieser Einrichtung installierte Düsen enthält, um Ammoniak zur Zersetzung der Stickstoff-

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oxide in Gegenwart won Sauerstoff zu liefern, und eines Hinterabschnittes, der eine Anordnung aus Katalysatoreinheiten enthält, die in einer Zone mit relativ/ niedriger Temperatur installiert sind und welche das Gas nach einer Zersetzungsbehandlung erreicht, wobei diese Katalysatoreinheiten eine solche Gestalt aufweisen, daß die katalytischen Oberflächen im wesentlichen Parallel zur Richtung des Gasstroms liegen, um restliches Ammoniak und Stickstoffoxide gleichzeitig zu zersetzen, und zusätzliche Ammoniak liefernde Düsen in Nähe des Eintritts in diese Katalysatoranordnung installiert sind.

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