DE2944153C2 - Verfahren zur Verminderung der NO↓x↓ - und/oder SO↓2↓-Emmission bei der Verbrennung von Brennstoffen - Google Patents

Verfahren zur Verminderung der NO↓x↓ - und/oder SO↓2↓-Emmission bei der Verbrennung von Brennstoffen

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Description

Bei der Verbrennung von konventionellen Brennstoffen z. B. in Kraftwerken, Haushalten und Verbrennungsmotoren aller Art usw. entstehen außer Wasser und Kohlendioxid je nach Verbrennungsweise und eingesetztem Brennstoff größere oder kleinere Mengen an umweltbelastenden Substanzen; bei der Verbrennung in Kraftwerken z. B. bedeutende Mengen an NO, und SO2, bei der Verbrennung in Automotoren und in den Haushalten, die im allgemeinen bei niedrigeren Temperaturen (<800°C) durchgeführt wird, wird außer NO1 und/ oder SO2 auch CO in größeren Mengen emittiert.
Es ist bekannt (DE-AS 27 16 973) Kohlenstaub vor der Verbrennung durch Erhitzen auf über 800° C zu entgasen, um den NO1- und SO2-Auswurf bei der Verbrennung zu vermindern.
Bei diesem als Schnellentgasung bekannten Verfahren muß jedoch eine technisch aufwendige Abtrennung der bei der Entgasung entfernten Schadstoffe aus dem den Brennstoff bei der Entgasung tragenden Inertgas erfolgen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und wirkungsvolles Verfahren zur Verminderung der NO,- und/oder SO2-Emission bei Verbrennungsvorgängen zu entwickeln, das sich, auch in bestehenden Anlagen, ohne großen Aufwand realisieren läßt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Verminderung der NO,- und/oder SO2-Bildung und dadurch deren Emission bei der Verbrennung von konventionellen Brennstoffen, wobei der Brennstoff, bevor er im Verbrennungsraum mit stark sauerstoffhaltigen Gasen in Kontakt kommt, aufgewärmt wird und bei der Vorwärmtemperatur mit den stark sauerstoffhaMgen Gasen in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung auf 150 bis 450° C erfolgt.
Unter konventionellen Brennstoffen im Sinne der Erfindung werden außer den verschiedenen Erdölfraktionen, wie z. B. Benzin, Heizöl oder Schweröl auch Erdgas und die verschiedensten Kohlensorten sowie auch chemische Produkte, wie z. B. Methanol, Ethanol, Anilin und andere, organisch gebundenen Kohlenstoff enthaltende Verbindungen verstanden, sowie deren Lösungen, Gemische und Emulsionen untereinander sowie mit Wasser, soweit sie verbrannt werden können.
Für die Verbrennung des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorbereiteten Brennstoffs können alle üblichen Brenner, insbesondere solche, in denen die Dispergierung des Brennstoffs mittels Einstoff- und Zweistoffdüsen erfolgt verwendet werden. Bei Verbrennung von leichtsiedenden, flüssigen Brennstoffen ist es jedoch von Vorteil, die Verdüsung des Brennstoffs, z. B. mittels Dralldruckdüsen und die Verbrennung unter Druck vorzunehmen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sollte bei Verwendung von Zweistoffdüsen auch das Zerstäubungsmedium (z. B. Luft) vorgewärmt werden, damit der Brennstoff nicht vor seiner eigentlichen Verbrennung wieder durch Zuführung kalter Zerstäubungsmedien abgekühlt wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann, auch an bereits bestehenden Anlagen, ohne großen Aufwand die NO,- und/oder SO2-Bildung und dadurch deren Emission stark gemindert werden. Gleichfalls tritt eine starke Verminderung der CO-Emissionen ein.
Vorzugsweise geschieht die Vorwärmung des flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffs in Wärmetauschern, vorrugsweise in energiesparender Weise mit Hilfe der heißen Abgase. Feste Brennstoffe werden vorzugsweise in Fließbetten mittels heißer Abgase vorgewärmt
Vorteilhafterweise können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch stärker schwefelhaltige Brennstoffe eingesetzt werden, ohne daß eine vorherige Abtrennung der Schwefelverbindungen notwendig ist. Im Bedarfsfall kann jedoch nach der Vorwärmung, vor der eigentlichen Verbrennung, eine Abtrennung des Schwefels unter reduzierenden Bedingungen als H2S erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll durch die nachfolgenden Beispiele noch näher erläutert werden.
Beispiel 1
(Einstoffdüse)
In einer Versuchs-Verbrennungsanlage wurden 35mVh Erdgas und 14 l/h Anilin mit 1020 mVh Luft verbrannt. Die Brennkammertemperatur betrug ca.
1000°C. Wenn Anilin mit Raumtemperatur (28° C) eindosiert wurde, betrug die ΝΟ,-Konzentration im Abgas etwa 500 ppm. Danach wurde die Temperatur des eindosierten Anilins schrittweise gesteigert. Bei Anilintemperatur von 100° C wurden 400 ppm NO,, bei 15O0C etwa 320 ppm NO, und bei 26O0C 250 ppm NO, im Abgas gemessen.
Beispiel 2
(Einstoffdüse)
In der gleichen Versuchs-Verbrennungsanlage wurden bei Brennkammertemperaturen von ca. 460° C etwa 12 l/h Anilin mit 1450 m3/h Luft verbrannt. Wenn Anilin mit Raumtemperatur eindosiert wurde, betrug die CO-Konzentration im Abgas etwa 1400 ppm. Nachdem das Anilin vorgewärmt und mit 160° C eingespeist wurde, betrug die CO-Konzentration nur noch 350 ppm. Die ΝΟ,-Konzentration sank von 220 auf 65 ppm.
Beispiel 3
(Zweistoffdüse)
Pro Stunde wurden 18 1 Anilin zusammen mit 1040 m3 Luft sowie 30 m3 Erdgas verbrannt. Die Brennkammertemperatur betrug ca. 1000°C. Die Temperatur der Verbrennungsluft wurde bei ca. 20° C konstant gehalten.
In den nachfolgenden Angaben wird unter Tempeh nur die Temperatur der Zerstäubungsluft verstanden.
Temp.Anilin
Temp-Lufi
NO,
300C 200C 260 ppm
2050C 20°C 180 ppm
215° C 220° C 100 ppm
Beispiel 4 (Zweistoffdüse)
26 1 Nitrobenzol wurden pro Stunde mit 1030 m3 Luft und 30 m3 Erdgas verbrannt Die in der Brennkammer gemessene Temperatur ca. 10000C.
Temp.Nilrobcnzol
Temp.uifi
NO,
200C 255° C
20° C 2200C
550 ppm 250 ppm 4
Beispiel 5
(Zweistoffdüse)
45 1 Heizöl (Heizöl S + EL [1 :!] mit 0,85 Gew.-% Schwetel) wurden pro Stunde mit 1030 m3 Luft und ?.O m3 Erdgas verbrannt Die Brennkammertemperatur betrug ca. 1000° C.
Temp.oi 14° C 235° C
Temper. 200C 200° C
NO, 100 ppm 40 ppm
SO2 100 ppm 70 ppm

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Verminderung der NOx- und/ oder SO2-Bildung bei der Verbrennung von konventionellen Brennstoffen, wobei der Brennstoff, bevor er im Verbrennungsraum mit stark sauerstoffhaltigen Gasen in Kontakt kommt, aufgewärmt wird und bei der Vorwärmtemperatur mit den stark sauerstoffhal'.igen Gasen in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung auf 150 bis 450° C erfolgt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff auf eine Temperatur über 1800C, vorzugsweise 200° C, besonders bevorzugt über 250° C, aufgewärmt wird.
DE2944153A 1979-11-02 1979-11-02 Verfahren zur Verminderung der NO&darr;x&darr; - und/oder SO&darr;2&darr;-Emmission bei der Verbrennung von Brennstoffen Expired DE2944153C2 (de)

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