DE600440T1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen.

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Claims (31)

1. Verfahren zur Reinigung von heißen Rauch- oder Prozeßgasen unter Verwendung eines Sperrfiltermoduls, das aus einer monolithischen keramischen Filterstützkonstruktion, die mit einer dünnen keramischen Schicht mit einer Porengröße von rund 0,04 bis 0,5 Mikron beschichtet ist und einem Katalysatormodul besteht, das aus einer mit Katalysator beschichteten Stützkonstruktion gebildet wird, welches Verfahren folgende Schritte umfaßt:
(a) Leitung des Gases durch das Sperrfiltermodul in Kontakt mit der dünnen porösen Keramikschicht mit einer Porengröße von ungefähr 0,04 bis 0,5 Mikron, und anschließend
(b) Leitung des Gases durch das Katalysatormodul auf solche Weise, daß es eine katalytische Reaktion mit dem Gas gibt.
2. Verfahren zur Reinigung von Gasen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströme durch das 0 Katalysatormodul und das Sperrfiltermodul die gleiche Geschwindigkeit haben.
3. Verfahren zur Reinigung von Gasen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatz wie Ammoniak oder 5 Harnstoff in den Gasstrom in einem Raum zwischen Sperrfilter und Katalysatormodul eingegeben wird.
4. Verfahren zur Reinigung von Gasen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durchbeaufschlagte Gase in 0 einem Filtermodul mit einem Druckabfall von vorzugsweise < 400 mbar gereinigt werden.
5. Verfahren zur Reinigung von Gasen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß atmosphärische Gase in einem Filtermodul mit einem Druckabfall von vorzugsweise < 100 mbar gereinigt werden.
6. Verfahren zur Reinigung von Gasen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Edelmetall wie Platin, Rhodium oder Palladium oder ein Metalloxid wie Kupferoxid, Chromoxid, Manganoxid oder Vanadinpentoxid als Katalysator zur Reduktion von NOx, N2O oder CO im Katalysatormodul verwendet wird.
7. Verfahren zur Reinigung von Gasen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermodul periodisch durch einen Hochdruck-Reinigungsgasimpuls gereinigt wird, der im Gegenstrom zum Hauptgasstrom eingebracht wird.
8. Vorrichtung zur Reinigung von Raucchgasen aus einer Feuerung, welche Vorrichtung besteht aus:
einem Sperrfiltermodul, das von einer monolithischen keramischen Filterstützkonstruktion gebildet wird, die mit einer dünnen porösen keramischen Schicht beschichtet ist, wobei die Poren der keramischen Schicht bei 0,04 bis 0,5 ßm groß sind;
0 einem Katalysatormodul, das von einer mit Katalysator beschichteten Stützkonstruktion gebildet wird; und Mitteln zur Leitung der zu behandelnder Rauchgase vom Sperrfiltermodul zum Katalysatormodul.
5
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrfiltermodul und das Katalysatormodul im Gasstrom im wesentlichen die gleiche Querschnittsdimension haben und in wabenförmigen Gehäusen angeordnet sind.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatormodul in unmittelbarer Nähe des Sperrfiltermoduls angeordnet ist.
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatormodul und das Sperrfiltermodul hinter-
einander im Gasstrom angeordnet sind, wobei zwischen den Modulen ein kurzer Abstand bleibt.
12. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Poren des keramischen Filters, das die Stützkonstruktion für das Sperrfiltermodul bildet, in der Größenordnung von 4 bis 50 &mgr;&pgr;&igr; liegen.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität des keramischen Filters, das die Stützkonstruktion bildet, bei über 30 % liegt.
14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität des keramischen Filters im Bereich von 30 bis 50 % liegt.
15. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterstützkonstruktion durch die monolithische Konstruktion angeordnete Durchlässe aufweist, welche 0 Durchlässe rechtwinklig zum Gasstrom durch das Filter sind und das Filter 4 bis 217 Durchlässe pro Quadratzentimeter des Filterquerschnitts aufweist.
16. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
5 daß die poröse keramische Schicht im Sperrfiltermodul 2 bis 100 /xm, vorzugsweise rund 50 &mgr;&eegr; dick ist.
17. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine poröse Wabenzelle die Stützkonstruktion für das 0 Katalysatormodul bildet.
18. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine undurchlässige Wabenzelle die Stützkonstruktion für das Katalysatormodul bildet.
19. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrfiltermodul oder das Katalysatorfiltermodul
im Gasstrom in einem Abteil angeordnet sind, aus dem sie zwecks Wartung oder Regenerierung herausgenommen werden können.
20. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Sperrfiltermodule oder zumindest zwei Katalysatormodule im Gasstrom übereinander angeordnet sind.
21. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Sperrfiltermodule oder zumindest zwei Katalysatormodule im Gasstrom nebeneinander angeordnet sind.
22. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrfiltermodul und das Katalysatorfiltermodul hintereinander angeordnet sind, wobei zwischen den Modulen ein kleiner Spalt bleibt; und eine Einspritzung für flüssigen Zusatz zur Verminderung der Emissionen im 0 Raum zwischen den Modulen angeordnet ist.
23. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein fester Zusatz in den Gasstrom stromabwärts von Sperrfilter und den Katalysatormodulen eingegeben wird; und ein zweites Sperrfilter im Gasstrom stromabwärts von der Einspritzstelle für festen Zusatz angeordnet ist.
24. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit verschiedenen Katalysatoren beschichtete Katalysatoren hintereinander im Gasstrom angeordnet sind.
25. Vorrichtung gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatormodule im Gasstrom an Stellen mit verschiedenen Temperaturen angeordnet sind.
26. Vorrichtung gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Katalysatormodul im Gasstrom vor
einem Konvektionsabschnitt angeordnet ist und das zweite Katalysatormodul nach dem Konvektionsabschnitt angeordnet ist.
27, Wirbelschichtkesselanlage, bestehend aus einer Feuerung, einem Partikelabscheider, einem Konvektionsabschnitt und einem Gasreiniguhgssystem, welches Gasreinigungssystem in einem gemeinsamen Gehäuse aufweist:
eine monolithische keramische Filterstützkonstruktion, die mit einer keramischen porösen Membran mit Poren von < 0,5 &mgr;&eegr; beschichtet ist; und
eine monolithische Katalysatorstützkonstruktion, die mit einem ersten im Gasstrom stromabwärts von der Filterstützkonstruktion angeordneten Katalysator beschichtet ist.
28. Kesselanlage gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasreinigungssystem zwischen dem Partikelabscheider und dem Konvektionsabschnitt angeordnet ist.
29. Kesselanlage gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasreinigungssystem im Konvektionsabschnitt zwischen den Wärmetauschflächen eines ersten Teils des Konvektionsabschnittes und einem zweiten Teil des Konvektionsabschnittes bei einem Temperaturintervall von < 600 0C angeordnet ist.
30. Kesselanlage gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites mit einem zweiten Katalysator beschichtetes Katalysatorstützkonstruktionsmodul im Konvektionsabschnitt stromabwärts vom Gasreinigungssystem angeordnet ist.
31. Kesselanlage gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner ein zweites in einem gemeinsamen
Gehäuse untergebrachtes Gasreinigungssystem umfaßt, bestehend aus:
einer monolithischen keramischen Filterstützkonstruktion, die mit einer keramischen porösen Membran mit Poren von < 0,5 &mgr;&igr;&eegr; beschichtet ist; und
einer monolithischen Katalysatorstützkonstruktion, die mit einem im Gasstrom stromabwärts von der Filterstützkonstruktion angeordneten Katalysator beschichtet ist; welches zweite Gasreinigungssystem im Konvektionsabschnitt bei einem Temperaturintervall von < 400 0C angeordnet ist.
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