PROCESS AND APPARATUS FOR ELIMINATING UNDESIRABLE GASEOUS SUBSTANCES FROM FUMES

Abstract: 1. A method for removing nitric oxides from a flue gas resulting from combustion in which the flue gas is cooled, undergoes a preliminary purification and its SO2 content is reduced, where the flue gas pre-treated in this way is heated in at least one regenerator, mixed with NH3 and passed through a catalyst bed suitable for the conversion of nitric oxides, whereupon the purified hot flue gas is passed through at least one more regenerator and cooled and discharged.

Description: Verfahren und Vorrichtung zur Entfer nung unerwünschter gasförmiger Bestand teile aus einem Rauchgas Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung uner wünschter gasförmiger Bestandteile aus einem bei einer Verbrennung anfallendem Rauchgas, bei dem das Rauchgas abgekühlt, gegebenenfalls vorgereinigt und gegebenenfalls an 502 abgereichert wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Das Problem der Entfernung unerwünschter gasförmiger Bestandteile aus Verbrennungsgasen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Diese Verbrennungs- oder Rauchgase entstehen in der Regel durch Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen, wie O Dhle oder Erdgas, aber auch bei der Verbrenr nung von Wasserstoff, wenn diese in Gegenwart von Luft durchgeführtwe##n. Die Entfernung von gegebenenfalls vorhandenen Schwefelverbindungen, insbesondere Schwefeldioxid, kann dabei nach Abkühlung und - falls erforderlich vorreinigung (insbesondere Staub- und Russabscheidung sowie gegebenenfalls Entfernung von H und HC1) in günstiger Weise mittels eines physikalisch wirkenden Absorptionsmittels durchgeführt werden. Dabei wird nahezu das gesamte ursprünglich im Rauchgas enthaltene Schwefeldioxid ausge waschen. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der DE-OS 28 48 721 oder DE-OS 32 37 387 beschrieben. Dieses bekannte Verfahren dient jedoch nur zur Entfernung von Schwefeldioxid. In vielen Fällen enthält das Rauchgas aber noch weitere Bestandteile, die nicht in die Atmosphäre gelangen dürfen, wie insbesondere Stickoxide. Zur Entfernung von Stickoxiden sind bereits katalytische Verfahren bekannt, bei denen NO2 oder NO in Gegenwart von Ammoniak gemäss 4 NH3 + 4 NO + O2 Katalysator 4 N2 + 6 H2O bzw. 4 NH3 + 2 NO2 + O2 Katalvsatoi 3 N2,,,+ 6 H20 Bei hohen Temperaturen zwischen ca. 300 und 4500C zu unschädlichem N2 und Wasser reduziert werden, die an die Atmosphäre abgegeben werden dürfen. Dabei wird in üblicher Weise der Katalysator im rohen Rauchgasstrom angeordnet, d.h. bei hohem Staubgehalt, hohem SO2# und SO3-Gehalt. Um ein derartiges Gas von NOX zu befreien, müssen daher wabenförmige KatalysotorbetteninBehälte= werden. werden Der Betrieb in Gegenwart der Verunreinigungen bedingt dabei eine nur relativ kurze Lebensdauer des Katalysators. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens zur NOx-Entfernung besteht darin, dass bei Spitzenbelastung die Regelung der zuzusetzenden NH3-Menge sehr schwierig ist, da bei Änderung der Rauchgasmenge gleichzeitig die Temperatur im Katalysatorbett schwankt, worauf die Selektivität des Katalysators sehr empfindlich reagiert. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entfernung unerwünschter Bestandteile aus Rauchgasen so zu verbessern#, dass die aufgezeigten Nachteile bekannter Verfahren überwunden und gleichzeitig die Energiekosten gesenkt werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das vorbehandelte Rauchgas in zumindest einem Wärmetauscher angewärmt und über einen zur Umwandlung von Stickoxiden geeigneten Katalysator geleitet wird, worauf das gereinigte heisse Rauchgas über mindestens einen weiteren Wärmetauscher geleitet und gekühlt abgegeben wird. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die zur Umwandlung von Stickoxiden verwendeten Katalysatoren dann eine erhdhte Lebensdauer besitzen, wenn von ihnen Verunreinigungen wie SO2, SO3, HCl, HF, Staub und Russ weitgehend ferngehalten werden. Dies erfolgt mit dem erfindungsgemässen Verfahren, bei dem in einem ersten Schritt - falls vorhanden - diese Verunreinigungen aus dem Rauchgas abgetrennt werden, das dann in einem zweiten Schritt der NOx-Abtren- nung unterworfen wird. Da die gegebenenfalls erforderliche SO2-Abtrennung gewöhnlich bei Temperaturen stattfindet, die wesentlich unter denen zur katalytischen NOx-Umwandlung erforderlichen liegen, muss das Rauchgas angewärmt werden. Erfindungsgemäss erfolgt diese Anwärmung in Wärmetauschern, die durch das heisse NOx-freie Rauchgas erwärmt werden und diese Wärme wiederum auf das anzuwärmende NOx-haltige Rauchgas abgeben. Auf diese Weise kann ohne grossen Energieaufwand eine ausreichende Aufheizung des Rauchgases gewährleistet werden. In vorteilhafter Ausführung wird dabei das Rauchgas nach Anwärmung in den Wärmetauscher mit NH versetzt. Dabei ist es von Vorteil, wenn Wärmetauscher mit Wärmespeichermasse verwendet werden. Diese können in bevorzugter Weise zyklisch umgeschaltet werden. Dies bedeutet, dass das Rauchgas zur Abkühlung durch einen in einem vorangegangenen Schaltzyklus vom Rauchgas durchströmten und hier durch abgekühlten Wärmetauscher geleitet wird, wodurch die Wärmespeichermasse wieder angewärmt wird. Somit können neben üblichen Wärmetauschern mit Rohren auch Wärmetauscher mit Schüttungen zur Anwendung gelangen, wie beispielsweise Regeneratoren oder rotierende Gasvorwärmer. Wie bekannt ist, wird ein Regenerator von einem heissen Gas durchströmt, das seinen Wärmeinhalt auf die Speichermasse, z.B. Steine, des Regenerators überträgt. Nach einer gewissen Zeit wird der Regenerator umgeschaltet. Vom kalten Ende her werden nun Gase in den Regenerator eingeblasen und nehmen die im Regenerator gespeicherte Wärme auf. Bei Gasvorwärmern bestehen die Wärmetauschelemente aus Paketen, die aus glatten Blechen aufgebaut sind, innerhalb derer die Wärmespeichermasse angeordnet ist. Letztere wird, ähnlich wie bei den Regeneratoren abwechselnd von einem heissen und kalten Gas durchströmt. Besonders günstig ist es dabei, wenn als Wärmespeichermasse keramische Masse eingesetzt wird, die einen möglichst vollständigen Wärmeaustausch sicherstellt. Diese keramische Masse kann dabei zumindest teilweise selbst as Katalysatormasse verwendet werden. Das heisse Rauchgas wird dann über den Katalysator geleitet, so dass die bereits erwähnten Reaktionen stattfinden können. Dabei wird insbesondere die erstgenannte Reaktion auftreten, da in dem Rauchgas meist über 90% NO und der Rest N02 enthalten sind. Das bei der katalytischen Umwandlung entstehende N2 und Wasser bzw. bei den hohen Temperaturen Wasserdampf sind ungefährlich und können ohne Bedenken in die Atmosphäre abgegeben werden. Das heisse gereinigte Gas gibt dann seine Wärme an einen in einem vorangegangenen Zyklus zur Erwärmung von NOx-hal- tigem Rauchgas verwendeten Wärmetauscher ab, so dass dieser Wärmetauscher in einem weiteren Zyklus wieder zur Anwärmung des Rauchgases zur Verfügung steht. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei der Rauchgasstrom nach einer Zeit von etwa 1 bis 20 Minuten, vorzugsweise 3 bis 5 Minuten auf den anderen Wärmetauscher umgeschaltet. Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird ein in mehrere Schichten unterteiltes Katalysatorbett verwendet. Dieskommt insbesondere dann zur Anwendung, wenn bei engen Platzverhältnissen die erforderliche Fläche für das Katalysatorbett bei gegebener Raumgeschwindigkeit und Lineargeschwindigkeit nicht zur Verfügung steht. Dann vergrössert die erfindungsgemässe Verwendung mehrerer Katalysatorschichten den Anströmquerschnitt, , d.h. die Oberfläche des Bettes, da die Summe der Oberflächen der einzelnen Schichten grösser als die Querschnittsfläche des Strömungsweges ist. Die Katalysatorschichten können dabei hintereinander und/oder nebeneinander angeordnet sein. Bei Serienanordnung ist es vorteilhaft, wenn sich¯die Katalysatorschichten zumindest teilweise überlappen. Bei dieser Anordnung liegen die Kata lysatorschichten mit Abstand zueinander in verschiedenen Ebenen senkrecht zur Durchströmungsrichtung des Rauchgases, wobei zumindest Abschnitte der Katalysatorschichten miteinander zur Deckung kommen. Es ist dabei von Vorteil, wenn, wie weiter vorgeschlagen wird, der Rauchgasstrom hintereinander durch die Katalysatorschichten geleitet wird. Weiterhin besteht aber auch die Möglichkeit, den Rauchgasstrom in Teilströme zu unterteilen, die getrennt voneinander den Katalysatorschichten zugeführt werden. Dies bedeutet, dass das Rauchgas sowohl in parallele Ströme aufgeteilt und über die Katalysatorschichten geleitet als auch hintereinander über die Schichten geführt werden kann. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Strömungsrichtung im Wärmetauscher, am Katalysator oder zwischen Wärmetauscher und Katalysator umgelenkt werden kann. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass Wärmetauscher und/oder Katalysator sowohl waagrecht als senkrecht durchströmt werden können. Insgesamt bestehen somit für die Verfahrens führung mehrere Möglichkeiten: Das Rauchgas kann nach Durchgang durch den Wärmetauscher den Katalysator (die Katalysatorschichten) nacheinander durchströmen und zurück zu dem Wärmetauscher geleitet und abgezogen werden; oder über einen zweiten Wärmetauscher geleitet und abgezogen werden; oder über einen zweiten Katalysator (zweite Katalysatorschichten) und einen zweiten Wärmetauscher geleitet und abgezogen werden. Das Rauchgas kann auch nach Durchgang durch den Wärmetauscher in parallelen Teilströmen Katalysatorschichten durchströmen und dann wie erwähnt, weitergeleitet und abgezogen werden. Als besonders zweckmässig hat es sich dabei erwiesen, den Katalysator (Katalysatorschichten) und Wärmetauscher derart anzuordnen, dass der Katalysator unterhalb der Wärmetauscher liegt, um so auf einfache Art bei anfallenden Wartungsarbeiten zugänglich zu sein. Das erfindungsgemässe Verfahren bietet den Vorteil, dass ein kostengünstiger Katalysator bei optimal wählbarer Reaktionstemperatur verwendet werden kann, dessen Lebensdauer erhöht ist, da keine schädigenden Verunreinigungen im Gasstrom mehr vorhanden sind. Bei Lastschwankungen ist die NH3-Zuspeisung im Vergleich zu dem bekannten Verfahren besser regulierbar, da hierbei der Temperatureinfluss klein gehalten werden kann. Zur Umwandlung von Stickoxiden kommen die an sich bekannten Katalysatoren zur Anwendung, wie z.B. Zeolithe oder Vanadiumoxid/Titanoxid auf Träger oder Edelmetallkatalysatoren auf Träger. Je nach verwendetem Katalysator wird dabei das Rauchgas auf die für die Umsetzung auf dem Katalysator notwendige Temperatur angewärmt. Bevorzugt liegt diese Temperatur zwischen 2500C und 4000C. Diese Temperaturen sind aus dem Grund ausreichend, da der Katalysator nichts von seiner Aktivität durch andere Verunreinigungen einbüsst. Dabei kann das SO2-freie Rauchgas in einem ersten Wärmetauscher auf die Temperatur vor der SO2-Entfernung erwärmt werden, z.B. im Wärmetausch zu abzukühlenden Rauchgas. In einem zweiten Wärmetauscher erfolgt dann die weitere Anwärmung auf 2500C bis 4000C. Die Wärmeverluste bei nicht vollständigem Wärmeaustausch werden mit Hilfe einer beliebigen Wärmequelle gedeckt. Hierbei wird insbesondere heisses Rauchgas als Wärmequelle verwendet. Das Rauchgas kann dabei z.B. durch Verbrennung hochkalorischer Brennstoffe in einer Brennkammer erzeugt und von aussen zugeführt oder direkt durch Verbrennung hochkalorischer Brennstoffe im Reaktor erzeugt werden. Dabei reicht meist eine kleine Rauchgasmenge aus, um die Verluste zu decken. Natürlich können die Wärmeverluste auch durch andere Wärmequellen, wie elektrische Beheizung oder durch in einem Wärmetauscher kondensierenden Dampf gedeckt werden. Hierbei besteht sowohl die Möglichkeit, die Wärme auf einer als auch auf beiden Seiten des Katalysatorbettes zuzuführen. Uberdies ist es denkbar, zumindest einen Teilstro#m des Rauchgases vor Uberleiten über den Katalysator aus dem Reaktor abzuziehen und nach Anwärmung in der Abzugsleitung auf den Katalysator aufzugeben. Die Erfindung betrifft überdies eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Katalysatorbett. Diese Vorrichtung ist durch mindestens einen dem Katalysatorbett strömungsmäss ig vorgeschalteten Wärmetauscher ¯#nd mindestens einem weiteren dem Katalysatorbett strömungs- mässig nachgeschalteten Wärmetauscher gekennzeichnet. Damit ergibt sich folgender Aufbau: Eine Rauchgaszuführung ist mit mindestens einem ersten Wärmetauscher und dieser mit dem Katalysatorbett verbunden. An das Katalysatorbett ist eine Gasableitung angeschlossen, die mit mindestens einem weiteren Wärmetauscher verbunden ist. Es ist dabei besonders zweckmässig, wenn das Katalysatorbett, wie weiter vorgeschlagen wird, mit einer NH3-Zuleitung verbunden ist. In äusserst vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist weiterhin vorgesehen, dass das Kataly satorbett in mehrere Schichten unterteilt ist. Diese Schichten sind vorteilhaft horizontal angeordnet, wobei in Strömungsrichtung des Rauchgases sowohl mehrere Schichten hintereinander als auch nebeneinander angeordnet sein können. Somit besteht einmal die Möglichkeit, dass ein Teil der Schichten stufenartig versetzt übereinander angeordnet ist als auch zum anderen, dass die Schichten deckungsgleich über einander angeordnet sind. Mit Vorteil weist der Wärmetauscher eine keramische Wärmespeichermasse auf, die zumindest teilweise als Katalysatorschüttung ausgebildet sein kann. Besonders vorteilhaft ist dabei der Wärmetauscher als Regenerator ausgebildet. Nach einer weiteren Ausgestaltungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist das Katalysatorbett am heissen Ende des Regenerators angeordnet. Dabei können das Katalysatorbett und die Wärmespeichermasse in einem doppelflutigen Regenerator angeordnet sein. Katalysatorbett und Wärmetauscher werden dabei als ein System betrachtet. Im doppelflutigen Regenerator sind zwei derartige Systeme so angeordnet, dass die Wärmetauscher jeweils an dem oberen bzw. unteren Abschnitt vorgesehen sind, während im mittleren Abschnitt des Regenerators die Katalysatorbetten liegen. Zwischen den beiden Systemen ist zweckmässig eine Zwischenwand angeordnet. Diese Anordnung spart Grundfläche sowie teure Verrohrung. Alternativ und in bevorzugter Weise sind die Wärmetauscher hintereinander und das Katalysatorbett vor oder nach den Wärmetauschern angeordnet. Bei dieser Ausgestaltungsform wird somit das Rauchgas einem Wärmetauscher zugeführt, sodann über den Katalysator und den zweiten Wärmetauscher geleitet. Im nächsten Zyklus wird das Rauchgas zuerst über den zuletzt durchströmten Regenerator, dann den Kata lysator und schliesslich den jetzt zweiten Wärmetauscher geleitet. In besonders günstiger Weise sind dabei die beiden Wärmetauscher und das Katalysatorbett in einem einzigen Behälter mit bevorzugt rechteckiger Grundfläche angeordnet. In der vorbeschriebenen Anordnung wird das Katalysatorbett in zwei aufeinanderfolgenden Zyklen in verschiedenen Richtungen durchströmt. Oftmals erweist es sich jedoch als zweckmässiger, das Katalysatorbett immer nur in einer Richtung zu durchströmen. Hierzu ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass zwischen den Wärmetauschern und dem Katalysator eine Armatur zur Umschaltung der Strömungsrichtung des Rauchgases angeordnet ist. Somit wird das Rauchgas unabhängig davon, in welchem Regenerator es angewärmt wird, mittels der Schaltarmatur, beispielsweise einer Vierwegklappe, immer so geleitet, dass es den Katalysator stets nur in einer einzigen Richtung durchströmt. Bei dieser Anordnung ist eine einseitige Beheizung des Katalysators vorteilhaft. Bei der erfindungsgemässen Anordnung ist weiterhin vorteihaft, in der Gaszuleitung eine Einrichtung zur Umschaltung der Strömungsrichtung vorgesehen, die beispielsweise ebenfalls als Vierwegklappe ausgebildet sein kann. Diese Einrichtung dient zuruahscfial#t'sr#l#des anzuwärmenden Rauchgases auf den jeweiligen Wärmetauscher. Das erfindungsgemässe Verfahren und die zugehörige Vorrichtung lassen sich allgemein bei allen Rauchgasreinigungsanlagen einsetzen. Im folgenden sei die Erfindung anhand eines in drei Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 doppelflutiger Reaktor mit zwei Katalysator- schüttungen und Figur 2 doppelflutiger Reaktor mit einer Katalysator schüttung Figur 3 bevorzugte Ausführungsform des Katalysator bettes in schematischer Querschnittsdarstel lung. Gemäss Figur 1 werden über Leitung 213 000 Nm3/h eines Rauchgases herangeführt und in einem Gebläse auf etwa 1,6 bar verdichtet. Das Rauchgas enthält keinen Staub, Russ, HF undloder HCl (in vorgeschalteter Anlage vorgereinigt oder grundsätzlich nicht enthalten) und ist von SO2 und SO3 abgereichert. Das Rauchgas hat eine Temperatur von ca. 300C. Es enthält noch etwa 500 vppm NO. Das verdichtete Rauchgas wird mittels einer Vierwegklappe 4 über Leitung 5 einem Reaktor 6 zugeleitet. Der Reaktor 6 ist als doppelflutiger Regenerator ausgebildet. Er weist eine untere Regeneratorfüllung 7 mit darüber angeordneter Katalysatorschüttung 8, eine Zwischenwand 9 sowie eine weitere Katalysatorschüttung 10 und Regeneratorfüllung 11 auf. Als Regeneratorfüllung sei beispielsweise Keramikschüttgut verwendet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das NOx-haltige Rauchgas der Regeneratorfüllung 7 zugeführt und in dieser auf eine Temperatur von 3000C angewärmt. Dem angewärmten Rauchgas wird vor Zuführung zur Katalysatorschüttung über Leitung 3 NH3#stöchiometrisch in einem Verhältnis von ungefähr 1 : 1 bezogen auf NO) zugeführt. Das Gemisch gelangt sodann über die Katalysatorschüttung 8 und wird zu 90% zu N2 und Wasser konvertiert, so dass im gereinigten Gas noch ca. 28 vppm NO vorhanden sind. Dieser Wert liegt dabei erheblich unter den gesetzlich erlaubten Werten für den maximalen Ausstoss an Stickoxiden in die Atmosphäre. Das gereinigte Gas gelangt sodann über die gasdurchlässige Zwischenwand 9 in das andere System, das in einem vorangegangenen Schaltzyklus mit Rauchgas beaufschlagt worden ist. Nach Durchströmen der Katalysatorschüttung 10 gibt das heisse gereinigte Gas seinen Wärmeinhalt an die kalte Regene ratorschüttung 11 ab und verlässt den Regenerator 6 über Leitung 12 mit einer Temperatur von etwa 400C. Über die Vierwegklappe 4 wird das Gas über Leitung 13 abgegeben. Nach einer Zeit von etwa 4 Minuten schaltet die Vierwegklappe 4 derart um, dass das zu reinigende Rauchgas über Leitung 12 in den Reaktor 6 eintritt und über Leitung 5 abgezogen wird. Diese Möglichkeit ist durch die zusätzlichen Pfeile angedeutet. Um Wärmeverluste in dem Reaktor auszugleichen, ist tber- dies ein Brenner 14 vorgesehen, der über Leitung 15, 16 mit z.B. Erdgas und Luft versorgt wird und in dem ein Rauchgas entsteht, das über Leitung 17 den Regeneratorfüllungen zugeführt werden kann, um diese auf die erforderlichen Temperaturen aufzuheizen. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind gleiche Teile wie in Figur 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im wnte#chiea zum Beispiel der Figur 1eist geSE Figur 2 der Reaktor 6 nur eine Katalysatorschüttung 18 auf. Überdies kann zur Deckung von Wärmeverlusten ein Heissgas über Leitung 19 verwendet werden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird das NO-haltige Rauchgas der Regeneratorschüttung 7, z.B. einer Keramikschüttung, zugeführt und auf etwa 3000C angewärmt. Nach Zuspeisung von NH3 über Leitung 3 gelangt das Gas über die Katalysatorschüttung 18 und wird zu N2 und Wasser konvertiert, so daB.im gereinigten Gas noch ca. 28 vppm NO vorhanden sind. Das gereinigte Gas gelangt sodann über die kalte Regeneratorschüttung 11, gibt dort seinen Wärmeinhalt ab und verlässt den Regenerator über Leitung 12 mit einer Temperatur vonetwa 400C. Über die Vierwegklappe 4 wird das Gas über Leitung 13 abgegeben. Auch hier schaltet die Vierwegklappe 4 nach einer Zeit von etwa 4 Minuten derart um, dass das zu reinigende Rauchgas über Leitung 12 in den Reaktor 6 eintritt und über Leitung 5 abgezogen wird. Diese Möglichkeit ist hier ebenfalls durch zusätzliche Pfeile angedeutet. Der gesamte Energieaufwand für das erfindungsgemässe Verfahren setzt sich zusammen aus dem Energieaufwand für das Rauchgasgebläse von ca. 500 kW/h (ungefähr DM 50,--/h) und den für die zusätzliche Anwärmung der Regeneratorfüllung von ca. 1,4 Gcal/h (ungefähr DM 70,--/h), so dass ein Gesamtbetrag für den Energieaufwand von stündlich DM 120,-- veranschlagt werden muss. Dieser liegt erheblich unter dem für bekannte Verfahren, die sich auf etwa DM 180,--/h bis DM 400,--/h belaufen. Figur 3 zeigt einen Strömungsweg 20, in dem stufenförmig angeordnete horizontale Katalysatorschichten 21 angeordnet sind, die einander in Strömungsrichtung gesehen teilweise überlappen. Der zu behandelnde Rauchgasstrom ist durch Pfeile 23 2ngedeuSt. Diese Anordnung stellt eine bevorzugte Ausführungsform des Katalysators gemäss Figuren 1 und 2 dar. Die Katalysatorschichten können hierbei als Schüttungen ausgebildet sein, wobei die Katalysatormasse teilchenförmig, zum Beispiel ring- oder sternförmig ausgebildet ist. Es besteht auch die Möglichkeit, wabenförmige Katalysatoren einzusetzen. Zwischen den Katalysatorschichten 21 sind Trennwände 22 vorgesehen, die sich jeweils vom Innenrand der einen zum Aussenrand der nächsthöheren Katalysatorschicht erstrecken. Die Katalysatorschichten 21 sowie die Trennwände 22 sind symmetrisch zur Mittelachse des Strömungsweges 20 angeordnet. Die Summe der Oberfläche der Katalysatorschichten ist grösser als die Querschnittsfläche des Strömungsweges 20.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Entfernung unerwünschter gasförmiger 3e- standteile aus einem bei einer Verbrennung anfallenden Rauchgas, bei dem das Rauchgas abgekühlt, gegebenen falls vorgereinigt und gegebenenfalls an SO2 abgerei chert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbehan delte Rauchgas in zumindest einem Wärmetauscher ange wärmt und über einen zur Umwandlung von Stickoxiden geeigneten Katalysator geleitet wird, woraufhin das gereinigte heisse Rauchgas über mindestens einen wei teren Wärmetauscher geleitet und gekühlt abgegeben wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rauchgas nach Anwärmung mit NH3 versetzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass ein in mehrere Schichten unterteiltes Kataly satorbett verwendet wird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauchgasstrom hintereinander durch die Katalysa torschichten geleitet wird. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, dass der Rauchgasstrom in Teilströme unterteilt wird, die getrennt voneinander den Katalysatorschich ten zugeführt werden. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass Wärmetauscher mit Wärmespeichermasse verwendet werden. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeichermassenzyklisch umgeschaltet werden. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, dass Regeneratoren verwendet werden. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmespeichermasse eine kera mische Masse eingesetzt wird. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Masse zumindest teilweise als Kataly satormasse verwendet wird. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche t bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung im Wärme tauscher, am Katalysator oder zwischen Wärmetauscher und Katalysator umgelenkt wird. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rauchgas auf die für die Um setzung auf dem Katalysator notwendige Temperatur angewärmt wird. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rauchgas auf eine Temperatur zwischen 2500C und 4000C angewärmt wird. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Wärmeverluste zusätzlich mit Hilfe einer beliebigen Wärmequelle gedeckt werden. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmequelle heisses Rauchgas verwendet wird. 16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn zeichnet, dass das Katalysatorbett auf einer Seite beheizt wird. 17. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn zeichnet, dass das Katalysatorbett auf beiden Seiten beheizt wird. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauchgasstrom nach einer Zeit von 1 bis 20 Minuten, vorzugsweise 3 bis 5 Minuten auf den anderen Wärmetauscher umgeschaltet wird. 19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 mit einem#Katalysatorbett, gekennzeichnet durch mindestens einen dem Katalysator bett strömungsmässig vorgeschalteten Wärmetauscher und - mindestens einem weiteren dem Katalysatorbett strömungsmässig nachgeschalteten Wärmetauscher. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatorbett mit mindestens einer NH3-Zu leitung verbunden ist. 21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekenn zeichnet, dass das Katalysatorbett in mehrere Schichten unterteilt ist. 22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher eine keramische Wärmespeichermasse aufweist. 23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Wärmespeichermasse zumindest teil weise als Katalysatorschüttung ausgebildet ist. 24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher als Regenerator ausgebildet ist. 25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatorbett am heissen Ende des Regenerators angeordnet ist. 26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatorbett und die Wärme speichermasse in einem doppelflutigen Regenerator angeordnet sind. 27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, da durch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher unmittel bar hintereinander angeordnet sind und das Katalysa torbett vor oder nach den Wärmetauschern angeordnet ist. 28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher und das Katalysatorbett in einem Behälter untergebracht sind. 29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen den Wärmetauschern und dm Katalysator eine Armatur zur Umschaltung der Strömungs richtung des Rauchgases angeordnet ist. 30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass in einer mit den Wärmetauschern verbundenen Rauchgaszuleitung eine Einrichtung zur Um schaltung der Strömungsrichtung des Rauchgases angeord net ist.

Inventors: KRISTOF, WOLFGANG, DR. RER. NAT., LINDE, GERHARD, DR. ING., SCHLIEBENER, CLAUS, DR. RER. NAT.
Applicants: LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: B01D53
IPC codes: B01J8, B01D53