WO2018087024A1 - Anlage und verfahren zur reinigung eines abgases einer bearbeitungsvorrichtung der zement-, kalk- oder mineralsindustrie - Google Patents

Anlage und verfahren zur reinigung eines abgases einer bearbeitungsvorrichtung der zement-, kalk- oder mineralsindustrie Download PDF

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Timo Stender
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Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag
Thyssenkrupp Ag
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Definitions

  • the invention relates to a system with an exhaust gas producing processing device of cement; Lime or mineral industry, an exhaust gas purification device for purifying the exhaust gas of the processing apparatus and a temperature influencing means for increasing the temperature of the exhaust gas before entering the exhaust gas purification device or within the exhaust gas purification device.
  • the invention further relates to a corresponding method.
  • inorganic materials such as cement raw meal, limestone, magnesite and dolomite are subjected to a thermal heat treatment, wherein in particular a preheater is used.
  • the material to be treated is preheated by a heat exchange with exhaust gases.
  • the exhaust gases leaving the preheater contain a high dust content in the range of usually 50 to 120 g / Nm 3 and a high proportion of nitrogen oxides and carbon monoxide and gaseous organic substances that must not be blown into the atmosphere without purifying the exhaust gases according to today's air pollution regulations ,
  • the invention is therefore based on the object of providing the additional energy required for the purification of the exhaust gas of a processing device of the cement, lime or mineral industry at a lower cost.
  • the plant according to the invention consists essentially of a processing device producing a waste gas of cement; Lime or mineral industry, an exhaust gas purification device for cleaning the exhaust gas of the processing apparatus and a temperature influencing means for increasing the temperature of the exhaust gas before entering the exhaust gas purification device or within the exhaust gas purification device, wherein the temperature influencing means comprises a fuel gas generating means for generating a fuel gas.
  • the temperature of the exhaust gas is increased to the appropriate temperature level before cleaning, wherein by means of a fuel gas generating means, a fuel gas is generated, which is burned to increase the temperature of the exhaust gas.
  • a fuel gas can be produced comparatively inexpensively, for example by using a carburetor or a pyrolysis device, wherein in particular one or more of the substances listed below are converted into a fuel gas: wood, solvents, tires, Plastic waste, biological substances and sewage sludge.
  • Other methods such as hydrothermal carbonization, hydrothermal liquefaction or plasma gasification, are also conceivable.
  • the temperature-influencing device may comprise a combustion chamber for combustion of the fuel gas and means for mixing the exhaust gases formed in the combustion chamber with the exhaust gases of the processing device (FIG. 1).
  • the temperature influencing device has a combustion chamber for combustion of the fuel gas and at least one heat exchanger for indirect transfer of the resulting heat to the exhaust gas of the processing device (FIG. 2).
  • the fuel gas generating device may also be connected directly to the exhaust gas purification device (FIG. 3).
  • the exhaust gas purification device can optionally have a catalyst, in particular an SCR catalyst, a regenerative thermal oxidation plant or a regenerative catalytic oxidation plant.
  • a catalyst in particular an SCR catalyst, a regenerative thermal oxidation plant or a regenerative catalytic oxidation plant.
  • the exhaust gases have a high dust content of, for example, 50 to 120 g / Nm 3 , it may be useful if a dedusting device is arranged upstream of the exhaust gas purification device in the flow direction of the exhaust gas.
  • the exhaust gas purification device can also be formed by catalytic filter cartridges that allow both dedusting and denitrification.
  • a heat recovery stage is arranged to use the still existing heat in the exhaust gas.
  • the processing apparatus of the cement, lime or mineral industry is expediently designed to comprise at least one preheater and one furnace, wherein exhaust gases of the furnace flow through the prewarers and leave the preheater as preheater exhaust gas, the exhaust gas of the Machining device is formed by the preheater exhaust, but which may still be used in a raw mill before cleaning.
  • the increase in the temperature of the exhaust gas can be effected in that the fuel gas is introduced into the exhaust gas to be purified and burned there. Alternatively, we burned it in a combustion chamber, wherein a resulting exhaust heat flow is mixed with the exhaust gas to be cleaned or its heat is transferred indirectly via a heat exchanger to the exhaust gas to be cleaned.
  • the temperature of the exhaust gas is raised before cleaning to the optimum level for the particular cleaning provided, the temperature of the exhaust gas to at least 200 ° C, preferably at least 300 ° C, most preferably increased to at least 350 ° C.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an exhaust gas purifying apparatus for purifying the exhaust gas of a processing apparatus and a temperature influencing apparatus according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of an exhaust gas purifying apparatus for purifying the exhaust gas of a processing apparatus and a temperature influencing apparatus according to a second embodiment
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of an exhaust gas purifying apparatus for purifying the exhaust gas of a processing apparatus and a temperature influencing apparatus according to a third embodiment
  • Embodiment 4 is a schematic block diagram of an exhaust gas purifying apparatus for purifying the exhaust gas of a processing apparatus and a temperature influencing apparatus according to a fourth embodiment and FIG
  • Fig. 5 is a schematic block diagram of a processing device of cement; Lime or mineral industry with an exhaust gas purification device for purifying the exhaust gas and a temperature influencing device.
  • the exhaust gas purification device 1 shown in FIG. 1 is formed, for example, by a catalyst, in particular an SCR catalytic converter, and serves for purifying (denitrification) an exhaust gas 2 of a processing device 3 of the cement, lime or mineral industry.
  • a catalyst in particular an SCR catalytic converter
  • the exhaust gas to be cleaned should have an optimum temperature level.
  • the height of the temperature depends in particular on the nature of the exhaust gas purification device and can be between at least 200 ° C and at least 350 ° C. In a regenerative thermal oxidation, the temperature level may also be 850 ° C and higher.
  • this has a fuel gas generating device 41 for generating a fuel gas 5.
  • the fuel gas generating device 41 is formed, for example, by a gasifier or a pyrolysis device, wherein in particular one or more of the fuels 6 listed below are converted to the fuel gas 5: wood, solvents, tires, plastic waste, biological substances and sewage sludge.
  • a combustion gas 7, in particular air is also supplied.
  • the temperature-influencing device furthermore has a combustion chamber 42 for combustion of the fuel gas 5.
  • a resulting in the combustion chamber exhaust heat stream 8 for example, has a temperature in the range of 500 to 1500 ° C and is mixed via a metering device 43 with the exhaust gases 2 of the processing device 3 such that the resulting, to be cleaned exhaust gas T has a temperature As efficient as possible cleaning in the exhaust gas purification device 1 allows.
  • the exhaust gas 2 of the processing device 3 of the cement, lime or mineral industry usually has a relatively high dust content in the range of 50 to 120 g / Nm 3 . If this dust has a negative effect on the cleaning of the exhaust gases in the exhaust gas purification device 1, a dedusting device 9 can optionally be arranged in front of the exhaust gas purification device 1.
  • This may be a high-temperature filter, in particular an electrostatic filter, which reduces the dust content of the exhaust gases 2 from 50 to 120 g / Nm 3 to less than 3 g / Nm 3 , preferably less than 2 g / Nm 3 , most preferably less than 1 g / Nm 3 reduced.
  • the separated dust can then be returned to the processing device 3 again.
  • the exhaust gas purification device 1 has catalytic filter cartridges which enable both dedusting and denitrification.
  • a heat recovery stage 10 can be arranged.
  • Fig. 2 shows a second embodiment in which the heat of the exhaust gas heat flow 8 of the combustion chamber 42 is not transmitted by mixing the exhaust gas 2 with the exhaust gas 8, but by indirect heat transfer by means of at least one heat exchanger 44.
  • the exhaust gas purification device 1 is formed by a regenerative thermal oxidation system 11. It is equipped with two channels 11.1 and 11.2, in each of which at least one heat exchanger module 11.3 and 11.4 and optional SCR catalytic converter 11.5 and 11.6 are arranged.
  • the heat storage modules can be formed in one or more layers.
  • the exhaust gases 2 initially heat up by the upstream in the flow direction heat storage module 11.3 and indeed to the temperature required for the catalytic denitrification in the range of 250 ° C to 350 ° C.
  • the exhaust gas then flows through the SCR catalytic converter 11.5 and enters a secondary combustion chamber 11 connecting the two ducts, in which the carbon monoxide and organic compounds contained in the exhaust gas are combusted.
  • the fuel gas 5 generated in the fuel gas generating device 41 is burned in the afterburner 11.7.
  • the heat exchanger module 11.4 of the second channel 11.2 is further heated.
  • the exhaust gas purification system 1 is designed as a regenerative oxidation catalytic converter system 12. It has an example doped with precious metals oxidation catalyst 12.1, wherein in the flow direction of the exhaust gases 2 each have at least one upstream and downstream heat storage module 12.2, 12.3 are provided, which may be formed in one or more layers.
  • the exhaust gases 2 are intended to be heated by the heat storage module 12.2 located upstream in the flow direction, namely to the temperature required for the catalytic oxidation in the range from 400 ° C. to 750 ° C. If the heat of the heat storage module 12.2 is not sufficient for this purpose, further heating can take place via the fuel gas feed 12.4, 12.5.
  • the fuel gas 5 generated in the fuel gas generating device 41 is supplied.
  • the oxidation on the oxidation catalyst 12.1 also releases additional heat so that the temperature of the preheater exhaust gases after the oxidation catalyst is even higher (for example, 200 to 250 ° C higher).
  • the preheater exhaust gases in the following heat the heat storage module 12.3.
  • the flow direction of the exhaust gases 2 is reversed by the regenerative Oxidationskatalysator- system 12 so that the exhaust gases in the following initially flow through the heated heat storage module 12.3 before they reach the oxidation catalyst 12.1.
  • the processing device 3 is carried out here using the example of a cement clinker production plant, which with a
  • the processing apparatus 3 comprises, in a generally known manner, a preheater 30, an oven 31 and a cooler 32, with the exhaust gases of the oven 31 flowing through the preheater 30 and leaving it as preheater exhaust gases 33.
  • the preheater exhaust gases are then used in a raw mill 34 for grinding drying or cooled in a cooling tower before it is dedusted in the dedusting 9. If the dedusting device 9 is a high-temperature filter, cooling in the cooling tower would be dispensable.
  • the fuel gas 5 generated in the fuel gas generating device 41 can be used in addition to the temperature increase of the exhaust gas 2 in the processing device 3.
  • it can be used as fuel in a calciner provided between preheater 30 and furnace 31.
  • the fuel gas to increase the temperature of the preheater exhaust gases 33 in order to achieve more effective drying in the raw mill 34. This is particularly advantageous when high raw material humidities and low preheater exhaust temperatures are present since In this case, the energy content of the preheater exhaust gases for the drying would not be sufficient.
  • the fuel gas required for this purpose is generated in a further fuel gas generating device 45 and then burned in the further combustion chamber 46.

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Abstract

Die erfindungsgemäße Anlage besteht im Wesentlichen aus einer ein Abgas erzeugenden Bearbeitungsvorrichtung der Zement-; Kalk- oder Mineralsindustrie, einer Abgasreinigungsvorrichtung zur Reinigung des Abgases der Bearbeitungsvorrichtung und einer Temperaturbeeinflussungseinrichtung zur Erhöhung der Temperatur des Abgases vor dem Eintritt in die Abgasreinigungsvorrichtung oder innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung, wobei die Temperaturbeeinflussungseinrichtung eine Brenngaserzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Brenngases umfasst.

Description

Anlage und Verfahren zur Reinigung eines Abgases einer Bearbeitungsvorrichtung der Zement-, Kalk- oder Mineralsindustrie
Die Erfindung betrifft eine Anlage mit einer ein Abgas erzeugenden Bearbeitungsvorrichtung der Zement-; Kalk- oder Mineralsindustrie, einer Abgasreinigungsvorrichtung zur Reinigung des Abgases der Bearbeitungsvorrichtung und einer Temperaturbeeinflussungseinrichtung zur Erhöhung der Temperatur des Abgases vor dem Eintritt in die Abgasreinigungsvorrichtung oder innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein entsprechendes Verfahren.
In Anlagen der Zement- und Mineralsindustrie werden anorganische Materialien, wie Zementrohmehl, Kalkstein, Magnesit und Dolomit einer thermischen Wärmebehandlung unterzogen, wobei insbesondere ein Vorwärmer zum Einsatz kommt. Im Vorwärmer wird das zu behandelnde Material durch einen Wärmetausch mit Abgasen vorgewärmt. Die den Vorwärmer verlassenden Abgase enthalten neben einem hohen Staubgehalt im Bereich von üblicherweise 50 bis 120 g/Nm3 auch einen hohen Anteil an Stickoxiden und Kohlenstoffmonoxid sowie gasförmigen, organischen Stoffen, die nach heutigen Luftreinhaltungsvorschriften nicht ohne Reinigung der Abgase in die Atmosphäre geblasen werden dürfen.
Für einige Katalysatoren, wie SCR-Katalysatoren und noch ausgeprägter bei Oxidationskatalysatoren wird ein vorgegebenes Temperaturfenster für die Reinigung der Abgases benötigt. Diese Temperaturen sind jedoch nicht immer vorhanden, sodass das die Temperatur des Abgases vor der Reinigung erhöht wird. So ist es aus der US 2009/0130011 AI bekannt, die Temperatur des zu reinigenden Abgases vor dem Durchströmen eines Katalysators in einer Brennkammer zu erhöhen.
Aus der DE 20 2010 018 000 Ul ist eine Vorrichtung zur Entstickung von Rauchgasen mit wenigstens einem Katalysator zur katalytischen Reduktion der Stickoxide bekannt, wobei die Abgase in einem Wärmetauscher auf ein erstes Temperaturniveau angehoben werden. Um das für die Entstickung noch fehlende Temperaturniveau zu erreichen, ist weiterhin eine Stufe zur regenerativen Nachverbrennung des Kohlenstoffmonoxids vorgesehen, wobei zusätzliche externe Energie in Form von Erdgas zum Einsatz kommt. Dadurch steigen jedoch die Energiekosten. Man hat daher auch schon vorgeschlagen, die zusätzliche Wärme aus dem Zementherstellungsprozess bereitzustellen, was jedoch dort erhöhte Energiekosten verursacht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde die für die Reinigung des Abgases einer Bearbeitungsvorrichtung der Zement-, Kalk- oder Mineralsindustrie erforderliche zusätzliche Energie kostengünstiger bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst.
Die erfindungsgemäße Anlage besteht im Wesentlichen aus einer ein Abgas erzeugenden Bearbeitungsvorrichtung der Zement-; Kalk- oder Mineralsindustrie, einer Abgasreinigungsvorrichtung zur Reinigung des Abgases der Bearbeitungsvorrichtung und einer Temperaturbeeinflussungseinrichtung zur Erhöhung der Temperatur des Abgases vor dem Eintritt in die Abgasreinigungsvorrichtung oder innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung, wobei die Temperaturbeeinflussungseinrichtung eine Brenngaserzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Brenngases umfasst.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Reinigung eines Abgas einer Bearbeitungsvorrichtung der Zement-, Kalk- oder Mineralsindustrie wird die Temperatur des Abgases vor der Reinigung auf das geeignete Temperaturniveau erhöht, wobei mittels einer Brenngaserzeugungseinrichtung ein Brenngas erzeugt wird, das zur Erhöhung der Temperatur des Abgases verbrannt wird.
Ein Brenngas kann vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden, indem beispielsweise ein Vergaser oder eine Pyrolyseeinrichtung zur Anwendung kommen, wobei insbesondere eines oder mehrere der nachfolgend aufgeführten Stoffe zu einem Brenngas umgesetzt werden: Holz, Lösemittel, Reifen, Plastikabfälle, biologische Stoffe und Klärschlamm. Weitere Methoden, wie die hydrothermale Carbonisierung, die hydrothermale Verflüssigung oder die Plasmavergasung, sind aber auch denkbar.
Zur Erzeugung der zusätzlichen Wärme kann die Temperaturbeeinflussungseinrichtung eine Brennkammer zur Verbrennung des Brenngases und Mittel zum Vermischen der in der Brennkammer entstehenden Abgase mit den Abgasen der Bearbeitungsvorrichtung aufweisen (Fig. 1). Alternativ ist aber auch denkbar, dass die Temperaturbeeinflussungseinrichtung eine Brennkammer zur Verbrennung des Brenngases und wenigstens einen Wärmetauscher zur indirekten Übertragung der dabei entstehenden Wärme auf das Abgas der Bearbeitungsvorrichtung aufweist (Fig. 2). Außerdem kann die Brenngaserzeugungseinrichtung auch direkt mit der Abgasreinigungsvorrichtung verbunden seine (Fig. 3).
Die Abgasreinigungsvorrichtung kann in Abhängigkeit der zu reinigenden Abgase wahlweise einen Katalysator, insbesondere eine SCR-Katalysator, eine regenerative thermische Oxidationsanlage oder eine regenerative katalytische Oxidationsanlage aufweisen.
Sofern die Abgase einen hohen Staubgehalt von beispielsweise 50 bis 120 g/Nm3 aufweisen, kann es sinnvoll sein, wenn in Strömungsrichtung des Abgases vor der Abgasreinigungsvorrichtung eine Entstaubungseinrichtung angeordnet ist. Alternativ kann die Abgasreinigungsvorrichtung auch durch katalytische Filterkerzen gebildet werden, die sowohl eine Entstaubung als auch eine Entstickung ermöglichen. Des Weiteren kann es lohnend sein, wenn nach der Abgasreinigungsvorrichtung eine Wärmerückgewinnungsstufe angeordnet ist, um die im Abgas noch vorhandene Wärme zu nutzen.
Die Bearbeitungsvorrichtung der Zement-, Kalk- oder Mineralsindustrie ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass sie wenigstens einen Vorwärmer und einen Ofen umfasst, wobei Abgase des Ofens den Vorwämer durchströmen und den Vorwärmer als Vorwärmerabgas verlassen, wobei das Abgas der Bearbeitungsvorrichtung durch das Vorwärmerabgas gebildet wird, welches aber ggf. vor der Reinigung noch in einer Rohmühle genutzt wird.
Die Erhöhung der Temperatur des Abgases kann dadurch erfolgen, dass das Brenngas in das zu reinigende Abgas eingeführt und dort verbrannt wird. Alternativ wir es in einer Brennkammer verbrannt, wobei ein dabei entstehender Abgaswärmestrom mit dem zu reinigenden Abgas vermischt wird oder dessen Wärme indirekt über einen Wärmetauscher auf das zu reinigende Abgas übertragen wird. Die Temperatur des Abgases wird vor der Reinigung auf das für die jeweils vorgesehene Reinigung optimale Temperaturniveau angehoben, wobei die Temperatur des Abgases auf wenigstens 200°C, vorzugsweise auf wenigstens 300°C, höchstvorzugsweise auf wenigstens 350 °C erhöht wird.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Abgasreinigungsvorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Bearbeitungsvorrichtung und einer Temperaturbeeinflussungseinrichtung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer Abgasreinigungsvorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Bearbeitungsvorrichtung und einer Temperaturbeeinflussungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild einer Abgasreinigungsvorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Bearbeitungsvorrichtung und einer Temperaturbeeinflussungseinrichtung gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel, Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild einer Abgasreinigungsvorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Bearbeitungsvorrichtung und einer Temperaturbeeinflussungseinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel und
Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild einer Bearbeitungsvorrichtung der Zement-; Kalk- oder Mineralsindustrie mit einer Abgasreinigungsvorrichtung zur Reinigung des Abgases und einer Temperaturbeeinflussungseinrichtung.
Die in Fig. 1 dargestellte Abgasreinigungseinrichtung 1 wird beispielsweise durch einen Katalysator, insbesondere einen SCR-Katalysator gebildet und dient zur Reinigung (Entstickung) eines Abgases 2 einer Bearbeitungsvorrichtung 3 der Zement- Kalk- oder Mineralsindustrie. Um die Abgasreinigungseinrichtung möglichst effizient betreiben zu können, sollte das zu reinigende Abgas ein optimales Temperaturniveau aufweisen. Die Höhe der Temperatur hängt dabei insbesondere von der Art der Abgasreinigungsvorrichtung ab und kann zwischen wenigstens 200°C und wenigstens 350 °C liegen. Bei einer regenerativen thermischen Oxidation kann das Temperaturniveau auch 850°C und höher sein.
Das Abgas 2 der Bearbeitungsvorrichtung 3 der Zement-, Kalk- oder Mineralsindustrie, insbesondere ein Vorwärmerabgas, hat typischerweise Temperaturen im Bereich von 80 bis 180°C, die jedoch für die üblichen Abgasreinigungsvorrichtungen zu niedrig sind, sodass zur Erhöhung der Temperatur des Abgases 2 vor dem Eintritt in die Abgasreinigungsvorrichtung 1 eine Temperaturbeeinflussungseinrichtung 4 vorgesehen ist. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 weist diese eine Brenngaserzeugungseinrichtung 41 zur Erzeugung eines Brenngases 5 auf. Die Brenngaserzeugungseinrichtung 41 wird beispielsweise durch einen Vergaser oder eine Pyrolyseeinrichtung gebildet, wobei insbesondere ein oder mehrere der nachfolgend aufgeführten Brennstoffe 6 zu dem Brenngas 5 umgesetzt werden: Holz, Lösemittel, Reifen, Plastikabfälle, biologische Stoffe und Klärschlamm. Für die Umsetzung des Brennstoffs 6 wird außerdem ein Verbrennungsgas 7, insbesondere Luft, zugeführt. Die Temperaturbeeinflussungseinrichtung weist ferner eine Brennkammer 42 zur Verbrennung des Brenngases 5 auf. Ein in der Brennkammer entstehender Abgaswärmestrom 8 hat beispielsweise eine Temperatur im Bereich von 500 bis 1500°C und wird über eine Dosiereinrichtung 43 mit den Abgasen 2 der Bearbeitungsvorrichtung 3 derart vermischt, dass das sich ergebende, zu reinigende Abgas T eine Temperatur aufweist, die eine möglichst effiziente Reinigung in der Abgasreinigungseinrichtung 1 ermöglicht.
Das Abgas 2 der Bearbeitungsvorrichtung 3 der Zement-, Kalk- oder Mineralsindustrie weist üblicherweise einen relativ hohen Staubanteil im Bereich von 50 bis 120 g/Nm3 auf. Sofern sich diese Staub fracht negativ auf die Reinigung der Abgase in der Abgasreinigungseinrichtung 1 auswirkt, kann optional vor der Abgasreinigungsvorrichtung 1 eine Entstaubungseinrichtung 9 angeordnet werden. Hierbei kann es sich um einen Hochtemperaturfilter, insbesondere einen Elektrofilter handeln, der den Staubgehalt der Abgase 2 von 50 bis 120 g/Nm3 auf weniger als 3 g/Nm3, vorzugsweise weniger als 2 g/Nm3, höchstvorzugsweise weniger als 1 g/Nm3 reduziert. Der abgeschiedene Staub kann dann wieder zur Bearbeitungsvorrichtung 3 zurückgeführt werden. Alternativ weist die Abgasreinigungsvorrichtung 1 katalytische Filterkerzen auf, die sowohl eine Entstaubung als auch eine Entstickung ermöglichen.
Des Weiteren kann nach der Abgasreinigungsvorrichtung 1 optional eine Wärmerückgewinnungsstufe 10 angeordnet werden.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem die Wärme des Abgaswärmestroms 8 der Brennkammer 42 nicht durch Vermischen des Abgases 2 mit dem Abgas 8, sondern durch indirekte Wärmeübertragung mittels wenigstens eines Wärmetauschers 44 übertragen wird.
Im dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 wird die Abgasreinigungsvorrichtung 1 durch eine regenerative thermische Oxidationsanlage 11 gebildet. Sie ist mit zwei Kanälen 11.1 und 11.2 ausgestattet, in denen jeweils wenigstens ein Wärmetauschermodul 11.3 und 11.4 sowie optionale SCR-Katalysator 11.5 und 11.6 angeordnet sind. Die Wärmespeichermodule können ein- oder mehrlagig ausgebildet sein. Die Abgase 2 erwärmen sich zunächst durch das in Strömungsrichtung vorgelagerte Wärmespeichermodul 11.3 und zwar auf die für die katalytische Entstickung erforderliche Temperatur im Bereich von 250°C bis 350°C. Anschließend durchströmt das Abgas den SCR-Katalysator 11.5 und gelangt in eine die beiden Kanäle verbindende Nachbrennkammer 11.7 in der das im Abgas enthaltende Kohlenmonoxid und organische Verbindungen verbrannt werden. Hierzu wird das in der Brenngaserzeugungseinrichtung 41 erzeugte Brenngas 5 in der Nachbrennkammer 11.7 verbrannt. Im weiteren Verlauf wird das Wärmetauschermodul 11.4 des zweiten Kanals 11.2 weiter aufgeheizt.
Sobald die Wärme des Wärmespeichermoduls 11.3 nicht mehr ausreichend ist oder nach einer vorgegebenen Zeit, wird die Strömungsrichtung der Abgase 2 durch die regenerative Oxidationsanlage 11 umgekehrt, sodass die Abgase im Folgenden zunächst das aufgeheizte Wärmespeichermodul 11.4 durchströmen, bevor sie in die Nachbrennkammer 11.7 gelangen.
Im vierten Ausführungsbeispiel (Fig. 4) ist die Abgasreinigungsanlage 1 als regenerative Oxidationskatalysator- Anlage 12 ausgebildet. Sie weist einen beispielsweise mit Edelmetallen dotierten Oxidationskatalysator 12.1 auf, wobei in Strömungsrichtung der Abgase 2 jeweils wenigstens ein vor- und ein nachgeordnetes Wärmespeichermodul 12.2, 12.3 vorgesehen sind, welche ein- oder mehrlagig ausgebildet sein können. Die Abgase 2 sollen sich durch das in Strömungsrichtung vorgelagerte Wärmespeichermodul 12.2 erwärmen und zwar auf die für die katalytische Oxidation erforderliche Temperatur im Bereich von 400°C bis 750°C. Sollte die Wärme des Wärmespeichermoduls 12.2 hierfür nicht ausreichen, kann über die Brenngasaufgabe 12.4, 12.5 eine weitere Erwärmung erfolgen. Über die Brenngasaufgaben 12.4, 12.5 wird das in der Brenngaserzeugungseinrichtung 41 erzeugte Brenngas 5 zugeführt. Die Oxidation am Oxidationskatalysator 12.1 setzt darüber hinaus zusätzliche Wärme frei, so dass die Temperatur der Vorwärmerabgase nach dem Oxidationskatalysator sogar noch höher ist (beispielsweise um 200 bis 250°C höher). Die Vorwärmerabgase erwärmen im Folgenden das Wärmespeichermodul 12.3. Sobald die Wärme des Wärmespeichermoduls 12.2 nicht mehr ausreichend ist oder nach einer vorgegebenen Zeit, wird die Strömungsrichtung der Abgase 2 durch die regenerative Oxidationskatalysator- Anlage 12 umgekehrt, sodass die Abgase im Folgenden zunächst das aufgeheizte Wärmespeichermodul 12.3 durchströmen, bevor sie zum Oxidationskatalysator 12.1 gelangen.
Anhand der Fig. 5 werden im Folgenden weiter Einsatzmöglichkeiten des erzeugten Brenngases aufgezeigt. Die Bearbeitungsvorrichtung 3 ist hier am Beispiel einer Zementklinkerherstellungsanlage ausgeführt, die mit einer
Abgasreinigungsvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 kombiniert ist. Die Bearbeitungsvorrichtung 3 weist in allgemein bekannter Art einen Vorwärmer 30, einen Ofen 31 und einen Kühler 32 auf, wobei die Abgase des Ofens 31 den Vorwärmer 30 durchströmen und ihn als Vorwärmerabgase 33 verlassen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Vorwärmerabgase anschließend in einer Rohmühle 34 zur Mahltrocknung genutzt oder in einem Kühlturm abgekühlt, bevor es in der Entstaubungseinrichtung 9 entstaubt wird. Sofern es sich bei der Entstaubungseinrichtung 9 um einen Hochtemperaturfilter handelt, wäre eine Kühlung im Kühlturm entbehrlich.
Das in der Brenngaserzeugungseinrichtung 41 erzeugte Brenngas 5 kann neben der Temperaturerhöhung des Abgases 2 auch in der Bearbeitungsvorrichtung 3 genutzt werden. Hierfür kann es beispielsweise als Brennstoff in einem zwischen Vorwärmer 30 und Ofen 31 vorgesehenen Calcinator zum Einsatz kommen.
Außerdem wäre es denkbar das Brenngas zur Temperaturerhöhung der Vorwärmerabgase 33 zu nutzen, um eine effektivere Trocknung in der Rohmühle 34 zu erreichen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn hohe Rohmaterialfeuchten und geringe Vorwärmerabgastemperaturen vorliegen, da in diesem Fall der Energiegehalt der Vorwärmerabgase für die Trocknung nicht ausreichend wäre. Hierfür könnte man das Brenngas 5 der Brenngaserzeugungseinrichtung 41 in einer weiteren Brennkammer 46 verbrennen und die dabei entstehenden heißen Abgase mit dem Vorwärmerabgasen 33 vermischen. Es ist aber auch denkbar, dass man das hierfür erforderliche Brenngas in einer weiteren Brenngaserzeugungseinrichtung 45 erzeugt und anschließend in der weiteren Brennkammer 46 verbrennt.

Claims

Patentansprüche :
1. Anlage mit a. einer ein Abgas (2) erzeugenden Bearbeitungsvorrichtung (3) der Zement-, Kalk- oder Mineralsindustrie, b. einer Abgasreinigungsvorrichtung (1) zur Reinigung des Abgases der Bearbeitungsvorrichtung und c. einer Temperaturbeeinflussungseinrichtung (4) zur Erhöhung der Temperatur des Abgases vor dem Eintritt in die Abgasreinigungsvorrichtung (1) oder innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturbeeinflussungseinrichtung (4) eine Brenngaserzeugungseinrichtung (41) zur Erzeugung eines Brenngases (5) umfasst.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Brenngaserzeugungseinrichtung (41) durch einen Vergaser oder eine Pyrolyseeinrichtung gebildet wird.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Temperaturbeeinflussungseinrichtung (4) eine Brennkammer (42) zur Verbrennung des Brenngases (5) und Mittel zum Vermischen der in der Brennkammer (42) entstehenden Abgase mit den Abgasen (2) der Bearbeitungsvorrichtung (3) aufweist und/oder die
Brenngaserzeugungseinrichtung (41) direkt mit der Abgasreinigungsvorrichtung (1) verbunden ist.
4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Temperaturbeeinflussungseinrichtung (4) eine Brennkammer (42) zur Verbrennung des Brenngases (5) und wenigstens einen Wärmetauscher (44) zur indirekten Übertragung der dabei entstehenden Wärme auf das Abgas (2) der Bearbeitungsvorrichtung (3) aufweist.
5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Bearbeitungsvorrichtung (3) der Zement-, Kalk- oder Mineralsindustrie wenigstens einen Vorwärmer (30) und einen Ofen (31) umfasst, wobei Abgase des Ofens (1) den Vorwämer durchströmen und den Vorwärmer (30) als Vorwärmerabgas verlassen und das Abgas der Bearbeitungsvorrichtung (3) durch das Vorwärmerabgas gebildet wird.
6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Abgasreinigungsvorrichtung (1) einen Katalysator aufweist.
7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Abgasreinigungsvorrichtung (1) eine regenerative thermische Oxidationsanlage
(11) aufweist.
8. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Abgasreinigungsvorrichtung eine regenerative katalytische Oxidationsanlage
(12) aufweist.
9. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung des Abgases vor der Abgasreinigungsvorrichtung (1) eine Entstaubungseinrichtung (9) angeordnet ist.
10. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Abgasreinigungsvorrichtung (1) katalytische Filterkerzen zur Entstaubung und Entstickung aufweist.
11. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Abgasreinigungsvorrichtung (1) eine Wärmerückgewinnungsstufe (10) angeordnet ist.
12. Verfahren zur Reinigung eines Abgas (2) einer Bearbeitungsvorrichtung (3) der Zement-, Kalk- oder Mineralsindustrie, wobei die Temperatur des Abgases vor der Reinigung erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Brenngaserzeugungseinrichtung (41) ein Brenngas (5) erzeugt wird, das zur Erhöhung der Temperatur des Abgases (2) verbrannt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als
Brenngaserzeugungseinrichtung (41) ein Vergaser zur Anwendung kommt.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Brenngas (5) in das zu reinigende Abgas eingeführt und dort verbrannt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Brenngas (5) in einer Brennkammer (42) verbrannt wird, wobei ein dabei entstehender Abgaswärmestrom (8) mit dem zu reinigenden Abgas (2) vermischt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung des Abgases eine katalytische Entstickung und/oder eine regenerative thermische Oxidation und/oder eine regenerative katalytische Oxidation umfasst.
17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Abgases (2) vor der Reinigung auf wenigstens 200°C, vorzugsweise auf wenigstens 300°C, höchstvorzugsweise auf wenigstens 350 °C erhöht wird.
18. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas (2) vor der Erhöhung seiner Temperatur einer Staubabscheidung unterzogen wird
19. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der
Brenngaserzeugungseinrichtung (41) eines oder mehrere der nachfolgend aufgeführten Stoffe zu einem Brenngas umgesetzt werden: Holz, Lösemittel, Reifen, Plastikabfälle, biologische Stoffe und Klärschlamm.
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