METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING THE EMISSION OF NOXIOUS PRODUCTS FROM COMBUSTION INSTALLATIONS

Abstract: 1. A method of reducing the emission of noxious substances from furnace plants, in which the NOx -content of the waste gases is reduced by a supply of ammonia in liquid NH4 OH- or gaseous NH3 -form into the combustion gas/waste gas path in a zone immediately before completion of the combustion process, characterised by variation of the introduction position of the ammonia in order to optimise the introduction temperature over the boiler load range.

Description: Verfahren und Vorrichtung zum Reduzieren der Schadstoffemission von Feuerungsanlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren der Schadstoffemission von Feuerungsanlagen, bei dem der NOx-Gehalt der Abgase durch EinfAhren von Ammoniak verringert wird,sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchftlhrung. Es ist bereits bekannt, den NOx-Gehalt von Feuerungsanlagen, insbesondere Feuerungsanlagen, dadurch zu senken, dass bei ca. 8000 C dem Brennkamerende von Strahlungskesseln mit Kohlefeuerung gasformiges NH3 zugeführt wird. Dabei tritt zwar die gewUnschte NOx-Verringerung ein, versucht man jedoch, den NOx-Gehalt soweit abzusenken, wie#dies an sich gewünscht bzw. erforderlich ware, so tritt ein erheblicher Schlupf von NH 3 auf. Ferner wird dabei der S02-Gehalt der Abgase nicht im gewünschten Masse beeinflusst, das heisst verringert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglichen, den N0x- und SO2-Gehalt der Abgase unter Vermeidung von NH3-Schlupf drastisch zu reduzieren, und zwar bis weit unter die gesetzlich geforderten Emissionswerte (derzeit bei Schweröl 300 mg/m3 NOX; 1700 mg/m3 SO2). Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der gattungsgemässen Art dadurch gelöst, dass das Ammoniak in flüssiger NH4OH- oder gasförmiger NH3-Form dem Brennpueemdhh unmittelbar vor der Beendigung des Verbrennungsvorganges zugeführt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Ammoniak eingedüst wird. Ferner kann dabei so vorgegangen werden, dass das Ammoniak in den Feuerraum eingedüst wird. Die Erfindung schlägt weiterhin vor, dass das Ammoniak bei einem Dreizugkessel in eine der Wendekammern eingedüst wird. Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens sieht vor, dass die Einftihrposition des Ammoniaks zum Optimieren der Einführtemperatur Uber den Lastbereich des Kessels variiert wird. Auch kann so vorgegangen werden, dass die Menge des zugeführten Ammoniaks kessellastabhängig geregelt wird. Ferner schlägt die Erfindung gegebenenfalls vor, dass die Menge des zugeführten Ammoniaks hinsichtlich des Molverhältnisses von NH3 zu NO und/oder S02 zu Einstellen eines gewünschten S02-Gehaltes der Abgase bzw. der entstehenden Ammoniumverbindungen gesteuert wird. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Reduzieren der Schadstoffemission von Feuerungsanlagen, mit einer Einrichtung zum Einführen von Ammoniak in die Brenngas/ Abgas führung, ist gekennzeichnet durch wenigstens eine in Abhängigkeit von der Kessellast gesteuert bewegbare Einführsonde mit wenigstens einer Einführdüse zum Einführen des Ammoniaks in den Feuerraum und/oder mhxisbms eine Wendekammer an einer jeweils die Einführtemperatur optimierenden Position. Dabei kann vorgesehen: sein,: dass die EinfIihrsonde(n) mit einer Temperaturmesseinrichtung versehen ist bzw. sind. Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass eine zuverlässige Reduzierung von NOX und S02 im Abgas bis weit unter die jetzt geforderten Emissionswerte erzielt werden kann, wenn in der beanspruchten Weise das flüssige NH4OH bzw. gasförmige NH3 nicht erst nach Beendigung des Verbrennungsvorganges den Abgasen zugeführt wird, wie dies mit gasförmigem NH3 bekannt ist, sondern vorzugsweise mittels einer wassergekühlten bzw. wärmeisolierten Sonde in das Flammrohr bzw. je nach Flammrohrbelastung in eine der Wendekammern eines Dreizugskessels eingedüst wird. Die Sonde ist dabei mit einer Temperaturmesseinrichtung ausgerüstet, so dass sich die Sondenposition über den Lastbereich des Kesels innerhalb des gewünschten ¯Temperaturfensters" variieren lässt. Wie ausgeführt, kann die Sonde bei hoher Feuerraumwärmebelastung beispielsweise eines Dreizugskessels in der vorderen Wendekammer angeordnet werden. Die Einführsonde ist je nach Kesselgrösse mit einer oder mehreren Einführdüsen ausgerüstet, wobei über eine kessellastabhängige Regelung die NH4OH- bzw. NH3-Mengen im gewünschten Verhältnis geregelt werden. Die Abgase weisen praktisch kein freies NAH 3 mehr auf, dass heisst also, NH3-Schlupf wird vermieden. Das entstehende Ammoniumsulfat wird zum grössten Teil gasförmig mit den Abgasen abgeführt; ein sehr geringer Anteil desselben kann auch über Staubabscheider abgeschieden werden. Der gewünschte S02-Gehalt der Abgase bzw. die Zusammensetzung der entstehenden Ammonium- verbindungen werden über das jeweils zweckmässigste Molverhältnis (NH3 zu NO bzw. S02) gesteuert. Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich nicht nur bei Dreizugkesseln, sondern auch bei anderen Kesselbauarten, wie zum Beispiel Strahlungskesseln, sowie bei allen fossilen Brenn- stoffen (beispielsweise Schweröl, Leichtöl, Gas, Kohle) ftir die zuverlässige Reduktion von NOX- bzw. NOX- und S02-Emissionen im Abgas einsetzen. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt: Fig. 1 einen Dreizugkessel, teilweise ge schnitten, in der Seitenansicht; und Fig. 2 einen Strählungskessel im Schnitt. Wie die Zeichnung erkennen lässt, weist die erfindungs gefässe Vorrichtung sowohl im Fall des Dreizugkessels von Fig. 1 als auch im Fall des Strahlungskessels von Fig. 2 jeweils mehrere in einem Feuerraum 10 anqeordnete Ein ftihrsonden 12 auf, die einerseits mit Teq > eraturmessein- richtungen (nicht gezeigt) und andererseits mit Einführ- düsen 14 zum Eindüsen von gasförmigem NH3 bzw. flüssigem NH40H in das Brenngasgemisch, dessen Verbrennung noch nicht abgeschlossen ist, zusehen sind. Fig. 1 lässt insbesondere erkennen, dass dort die links gezeigte Ein führsonde 12 mit Einführdüse 14 in einer vorderen Wendekammer 16 angeordnet ist. Dadurch, dass die Position der Einführsonden 12 kessellastabhängig variierbar ist, lässt sich das Ammoniak jeweils an einer Position in das Brenngasgemisch ein führen, die die Einhaltung des für eine optimale Schadstoffreduzierung erforderlichen Temperaturfenstersw ermbglicht. Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Aus führungs formen wesentlich sein. Bezugszeichenliste 10 Feuerraura 10 12 Einführsonde 14 Einführdüse 14 16 vordere Wendekammer 16

Claims: Ansprüche 1. Verfahren zum Reduzieren der Schadstoffemission von Feuerungsanlagen, bei dem der NOx-Gehalt der Abgase durch Einführen von Ammoniak verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Ammoniak in flüssiger NH40H- oder gasförmiger NH3-Form dem Brenngasgemisch unmittelbar vor der Beendigung des Verbrennungsvorganges zugeführt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ammoniak eingedüst wird. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ammoniak in den Feuerraum eingedüst wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ammoniak bei einem Dreizugkessel in eine der Wendekanmern eingedüst wird. 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführposition des Ammoniaks zum Optimieren der Einführtemperatur über den Lastbereich des Kessels variiert wird. 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des zugeführten Ammoniaks kessellastabhängig geregelt wird. 7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennz#ichnet, dass die Menge des zugeführten Ammoniaks hinsichtlich des Molverhältnisses von NH3 zu NO und/oder S02 zum Einstellen eines gewünschten 502 Gehaltes der Abgase bzw. der entstehenden Ammoniumverbindungen gesteuert wird. 8. Vorrichtung zum Reduzieren der Schadstoffemission von Feuerungsanlagen, mit einer Einrichtung zum Einführen von Ammoniak in die Brenngas/Abgasführung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch wenigstens eine in Abhängigkeit von der Kessellast gesteuert bewegbare Einführsonde (12) mit wenigstens einer Ein fülirdüse (14) zum Einführen des Ammoniaks in den Feuerraum (10) und/oder mindestens eine ¯çikXrwr (16) an einer jeweils die Einführtemperatur optimierenden Position. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführsonde (n) (12) mit einer Temperaturmesseinrichtung versehen ist bzw. sind.

Inventors: HAUBOLD, KLAUS, DIPL.-ING., WILDVANG, BERNHARD, DIPL.-ING.
Applicants: SAACKE GMBH & CO. KG
Application year: 1985
Main classification: F23J7
IPC codes: B01D53, F23J7