DE3021875C2

DE3021875C2 - Verfahren zur Anwendung der selektiven Reduktion von Stickoxiden aus einer Flammenverbrennung mit Hilfe von Ammoniak

Info

Publication number: DE3021875C2
Application number: DE3021875A
Authority: DE
Inventors: Sigfrid Dr.-Ing. 5270 Gummersbach Michelfelder
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1980-06-11
Filing date: 1980-06-11
Publication date: 1985-04-25
Also published as: IT1167540B; FR2484277A1; IT8122163A0; DE3021875A1; BE889166A; AU7142381A; NL8102783A; JPS5726307A

Description

Strecke von etwa 1 bis 2 Mantelluftrohrdurchmessern außerhalb der höheren Temperaturbereiche die eigentliche Flamme stromab der Brennermündung erreicht Die Zugabe der Reduktionsmittel zum Teilluftstrom 4 erfolgt über eine Leitung 8, und zwar im Bereich des 5 Teilluftmenge-Regulierorgans, da dort wegen sich bildender Strömungswirbel eine gute Durchmischung gewährleistet ist.

An den Abschnitten der Umfangsfläche der Flamme, die nicht der Teilluftströmung 9 benachbart sind, wer- io den durch Impulsaustausch Rauchgase aus dem Feuerraum eingesogen. Hierdurch wird die Flammentemperatur erniedrigt, was zu einer günstigen Beeinflussung des Reaktionsablaufes zwischen Reduktionsmittel und gasförmigen Stickoxiden mit beiträgt is

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

20

25

30

35

⁴⁰

45

50

55

60

65

Claims

1 2 Brennerflamme zu entwickeln. Patentansprüche: Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß das Reduktionsmittel unter Bildung

1. Verfahren zur selektiven Reduktion von Stick- eines die Brennerflamme umgebenden Schleiers zugeoxiden bei technischen Verbrennungsprozessen 5 geben wird.

durch Zugabe von Ammoniak und dessen Verbin- Als Trägermittel können verschiedene Stoffe zur Andungen als Reduktionsmittel mittels eines gasförmi- Wendung kommen. Gemäß einer ersten Ausführungsgen und/oder flüssigen Trägermittelstromes in den form des erfindungsgemäßen Verfahrens kamt als Trä-Bereich der Brennerflamme, dadurch gekenn- germittel Verbrennungsluft in Form eines Teilluftstrozeichnet, daß das Reduktionsmittel unter BiI- 10 mes verwendet werden.

dung eines die Brennerflamme umgebenden Schlei- Es besteht nach der Erfindung auch die Möglichkeit,,

ers zugegeben wird. als Trägermittel ein Gemisch aus Verbrennungsluft und

2. Verfahren nach Anspruch!, dadurch gekenn- Rauchgas zu verwenden.

zeichnet, daß das Trägermittel Verbrennungsluft in Eine andere Möglichkeit ist, als Trägermittel Rauch-Form eines Teilluftstromes ist 15 gas einzusetzen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Nach dem Verfahren kann auch das Trägermittel eine zeichnet, daß das Trägermittel ein Gemisch aus Ver- Flüssigkeit sein.

brennungsluft und Rauchgas ist Eine weitere Variante sieht vor, als Reduktionsmittel

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- die Verbindungen des Ammoniaks Amoniumcarbonat, zeichnet isS das Trägermittel Rauchgas ist 20 Ammoniumfonniai und Anunoniumoxalat sowie deren

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Lösungen in Wasser einzusetzen.

zeichnet, daß das Trägermittel eine Flüssigkeit ist Dadurch, daß der Ort und die Form der Zugabe der

6. Verfahren nach den Ansprüchen! bis 5, da- Reduktionsmittel im Bereich der Flamme unter Verdurch gekennzeichnet, daß als Reduktionsmittel wendung eines gasförmigen und flüssigen Trägermittel-Ammoniumcarbonat Ammoniumformiat und Am- 25 stromes klar vorgegeben sind, wird erreicht, daß die moniumoxalat sowie deren Lösungen in Wasser ein- Reaktion der Reduktionsmittel mit den Stickoxiden aus gesetzt werden. den Brenngasen stets dort erfolgt wo die Reaktionsbedingungen verfahrensoptimal vorliegen.

Außer der Festlegung des Ortes und der Form für die

30 Zugabe des Reduktionsmittels kann die Wahl des Trägermittels für den Reaktionsablauf in Richtung weiterer

Die Erfindung betrifft ein Ve-: /ahren zur selektiven Optimierung beeinflußt werden. Dies gilt z. B, wenn

Reduktion von Stickoxiden aus einer Flammenverbren- Brennstoffe mit hohen Flammentemperaturen die für

nung mit Hilfe von Ammoniak. die Reaktion notwendige Temperatur negativ beeinflus-

Zur erfolgreichen Durchführung der selektiven Redu- 35 sen könnten. Weiterhin kann durch die Wahl des Im-

zierung von NO durch NH₃ wird gemäß der Offenle- pulsstromes des Trägermittels für das Reduktionsmittel

gungsschrift 24 11 672 der Esso Research & Enginee- der Mischvorgang der Reaktionspartner hinsichtlich ei-

ring Co, Linden, N. J. (USA) neben dem Vorhandensein ner Reaktionsoptimierung gesteuer; "/erden,

einer ausreichenden Menge von Sauerstoff und Ammo- Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens

niak nach der Reaktion 40 ist beispielsweise an einem Kohlenstaubbrenner nach

Bild 1 nachfolgend beschrieben.

2 NO + 2 NH₃ + V₂O₂ — 2 N₂ + 3 H₂O Mit dem Kernluftrohr 2, Brennstoff und Kohlenstaub-Tragluftteil 1 und Mantelluftteil 3 bestehenden Brenner

ein Temperaturbereich von 705—1095⁰C vorgeschla- wird eine Primärverbrennungszone 6 erzeugt deren

gen, wobei die optimale Temperatur bei etwa 1000⁰C 45 Luftzahl zwischen dem 0,6— bis 1,1 fachen der Stöchio-

angegeben wird. metrie liegt

Es sind Verfahren bekannt mit denen auf verschiede- Der Brenner ist so ausgebildet, daß durch bestimmte

ne Art und Weise die Reduktionsmittel in den Feuer- Maßnahmen (Drall der Mantelluft, konisch erweiterte

raum eingegeben werden. Brennermündung, geschlossene Kernluft) im Inneren

Bei einem üblichen Verfahren ist die Vorgehensweise so der Flamme eine Zone intensiver Rückströmung 5 aus

derart daß die Reduktionsmittel oberhalb des Flam- e-nem Gebiet bereits fortgeschrittener Verbrennung er-

menbereichs in den Feuerraum mit Hilfe von Luftstrah- zeugt wird. Hierdurch wird das Brennstoff-Luftgemisch

len eingedüst werden. Der Nachteil dieses bekannten rasch aufgeheizt und gezündet Die Aufheizung und

Verfahrens besteht darin, daß die Art des Einbringens Zündung kann über die Einstellung der Kernluftmenge

der Reduktionsmittel in den Feuerraum die Reduktion 55 beeinflußt werden.

von Stickoxiden durch die Reduktionsmittel deshalb Die restliche Verbrennungsluft wird als Teilluftstrom

nicht sicherstellt, da die relativ geringe Mischungsener- 4 mit Reduktionsmitteln, die mit den bei der Verbren-

gie der Luftstrahlen nicht ausreicht um einen guten Mi- nung entstehenden Stickoxiden reagieren sollen, über

schungsgrad der Reduktionspartner zu erzielen. Außer- einige Düsen am Umfang so eingeblasen, daß sich um

dem erfolgt die Mischung der Reduktionspartner zum 60 die Flamme ein Teilluftstrom-Reduktionsmittel-Schleier

größten Teil in Temperaturbereichen, die nicht optimale bildet, durch den sich außerhalb der Primärflamme die

Reaktionsbedingungen gewährleisten. Sekundärflamme oder auch Nachreaktionszone 7 aus-

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe bildet, die über den Teilluftstrom mit Sauerstoff und

gestellt, ein Verfahren zur selektiven Reduktion von Reduktionsmittel versorgt wird. Der Teilluftstrom 4

Stickoxiden bei technischen Verbrennungsprozessen 65 wird hierfür in einem Teilkreis angeordnet, der dem

durch Zugabe von Ammoniak und dessen Vtrbindun- Doppelten oder mehr des Mantelluftrohrdurchmessers

gen als Reduktionsmittel mittels eines gasförmigen und/ entspricht. Hierdurch ist sichergestellt, daß der Teillufi-

oder flüssigen Trägermittelstromes in den Bereich der strom 4 mit den Reduktionsmitteln erst nach einer