Alternative oder Ergänzung zu SCR und SNCR

Reduzierung von Stickoxiden mit Ozon

Anzeige
Wenn es um das Thema Luftqualität geht, stehen Stickoxide aktuell besonders im Fokus. Entsprechend streng sind die gesetzlichen Vorgaben zur Reduzierung der Stickoxidbelastung für die Industrie. In Branchen, in denen durch die Verbrennung fossiler Energieträger hohe Mengen an Stickoxiden entstehen, sind deshalb effektive Maßnahmen zur Einhaltung der Umweltauflagen gefordert. Eine flexible und leistungsfähige Technologie zur Abgasreinigung basiert auf Ozon.

Stickoxide, kurz NOx, stammen überwiegend aus Verbrennungsprozessen fossiler Energieträger. Stickstoffmonoxid (NO) und insbesondere Stickstoffdioxid (NO2) schädigen die Atemwege und gelten außerdem als maßgeblich mitverantwortlich für die Entstehung von Sommersmog und saurem Regen. Der Verkehrssektor ist in Deutschland mit 40 % der Emissionen laut Umweltbundesamt größter Verursacher von NOx-Emissionen, gefolgt von der Energiewirtschaft, die rund ein Viertel der Belastung verursacht. Doch auch in anderen Industrieprozessen fallen NOx-Emissionen an. Um die Luftqualität zu verbessern, hat die Europäische Union für die EU-Mitgliedstaaten Emissionshöchstmengen für die Luftschadstoffe Stickstoffoxide (NOx), Schwefeldioxid (SO2), Ammoniak (NH3) und flüchtige organische Verbindungen ohne Methan (NMVOC) festgelegt.

Diese sind in der Richtlinie EU NEC 2016 geregelt. Die nationalen Emissionshöchstmengenbeziehen sich auf die Emissionen in ganz Deutschland. Für Emissionen großer Feuerungs- und Industrieanlagen gelten spezifische Regelungen. Auf europäischer Ebene ist die Industrieemissionsrichtlinie 2010/75/EU (Industrial Emissions Directive, IED) maßgeblich für die Minderung der Emissionen großer Anlagen.

Die IED verfolgt den integrativen Ansatz, die Umweltverschmutzung durch Industrieanlagen zu vermeiden und so weit wie möglich zu vermindern. Zentrales Ziel der Richtlinie ist die Festlegung von Genehmigungsauflagen zum Betrieb von Anlagen auf der Grundlage der besten verfügbaren Techniken (BVT).

Herkömmliche Technologien

Zur Minderung von Stickoxiden in Industrieanlagen stehen unterschiedliche Technologien zur Auswahl. Grundsätzlich wird dabei zwischen Primär- und Sekundärmaßnahmen unterschieden. Primärmaßnahmen zielen darauf ab, die Entstehung von NOx durch optimierte Verbrennungsprozesse so weit wie möglich zu verhindern. Sekundärmaßnahmen hingegen sind Abscheideverfahren, mit deren Hilfe die im Rauchgas enthaltenen Stickoxide reduziert werden. Die Minderung der Stickoxidemissionen ist dabei immer ein ausgesprochen komplexer Prozess, der von unterschiedlichen Faktoren beeinflusst wird: so zum Beispiel durch die Menge und Verteilung der Luft im Verbrennungsprozess, Brennertyp, Temperatur und Staubbeladung des Abgasstroms.

Gängige Verfahren zur Reduktion von NOx im Abgas sind die selektive katalytische Reduktion (SCR) und die selektive nicht-katalytische Reduktion (SNCR). Der Einsatz beider Verfahren ist jedoch an bestimmte Voraussetzungen geknüpft. So erfordert die selektive katalytische Reduktion (SCR) Rauchgastemperaturen von 200 bis 400 °C für die katalytische Reaktion mit Ammoniak. Müssen Abgasströme mit hoher Staubbeladung behandelt werden, kann dies die Standzeit des Katalysators erheblich beeinträchtigen.

Die selektive nicht-katalytische Reduktion (SNCR) eignet sich zwar auch für die Behandlung von Abgasströmen mit hoher Staubbeladung, doch die Eindüsung des Ammoniaks bzw. Harnstoffs muss bei hohen Temperaturen von 900 bis 1100 °C erfolgen, um einen ausreichenden NOx-Reduktionsgrad zu erzielen. Durch die erforderlichen Betriebstemperaturen müssen sowohl SCR als auch SNCR – teils mit hohem Aufwand – dort in den Prozess integriert werden, wo die entsprechenden Temperaturwerte erreicht werden.

Abgasreinigung mit Ozon

Eine flexible und leistungsfähige Alternative zu den herkömmlichen Verfahren stellt eine Technologie dar, die Ozon zur Abgasreinigung einsetzt. Das von Linde entwickelte Lotox-Verfahren kann einen entscheidenden Beitrag zur Reduktion von Stickoxid-Emissionen aus industriellen Abgasströmen leisten. Bei diesem Niedertemperatur-Oxidationsverfahren wird Ozon im Temperaturbereich von unter 150 °C in einen Rauchgasstrom eingeblasen, um unlösliches Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid sehr selektiv zu hochlöslichem Distickstoffpentoxid (N2O5) zu oxidieren. Das N2O5 wird dann in einem Trocken- oder Nass-Gaswäscher zusammen mit anderen Schadstoffen ausgewaschen und bildet schwach salpetersaures Abwasser, das in Anlageprozessen verwendet oder vor der Einleitung neutralisiert wird. Überschüssiges Ozon wird im Gaswäscher vernichtet. Mit Lotox können problemlos NOx-Werte kleiner 100 mg/Nm³ erreicht werden. Dabei arbeitet das Verfahren ausgesprochen zuverlässig – sowohl bei stark mit Partikeln und säurehaltigen Gasen verunreinigten Abgasen als auch bei großen Schwankungen der NOx-Werte in den Abgasströmen.

Anders als SCR und SNCR arbeitet das ozonbasierte Verfahren bei moderaten Temperaturen und wird erst im Anschluss an den Verbrennungsprozess eingesetzt. Lotox lässt sich so mit geringem Aufwand in einer kontrollierten Temperaturzone des bestehenden Nass- und Trocken-Gaswäscher-Systems installieren. Eine Nachrüstung bestehender Anlagen ist problemlos möglich. Seine Vorteile zeigen sich insbesondere, wenn:

  • sehr niedrige NOx-Werte erreicht werden müssen
  • vorhandene SCR/SNCR-Systeme an der Leistungsgrenze sind (als nachgeschaltete „Booster“-Technologie mit geringem Nachrüstaufwand)
  • Staub im Abgas stört
  • Ammoniak-Schlupf ein Problem ist

Besonders wirtschaftlich und effektiv arbeitet das System, wenn die NOx-Werte im Eingangsstrom durch ein vorgeschaltetes System bereits auf ein moderates Niveau gesenkt wurden.

Weltweit im Einsatz

Lotox hat sich bereits in zahlreichen Anwendungen bewährt. Unter anderem ist die Technologie in der Metallveredelung und in Erdölraffinerien erfolgreich im Einsatz. Dabei werden Abgasvolumenströme im Bereich von 6300 bis 620 000 Nm3 behandelt. Die NOx-Werte im Eingangsstrom reichen von 60 bis 6000 mg/Nm3 und werden auf NO-Werte von 20 bis 90 mg/Nm3 abgereinigt. Insgesamt werden in den weltweit installierten Systemen über 7 Mio. Nm3/h Abgase behandelt und damit mehr als 15 000 t NOx pro Jahr entfernt.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: cav0819linde


Autor: Johann Kaltenegger

Anwendungstechnik Chemie,

Linde

Anzeige

Powtech Guide 2019

Alle Infos zur Powtech 2019

Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

cav-Produktreport

Für Sie zusammengestellt

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Top-Thema: Instandhaltung 4.0

Lösungen für Chemie, Pharma und Food

Pharma-Lexikon

Online Lexikon für Pharma-Technologie

Prozesstechnik-Videos

Hier finden Sie alle aktuellen Videos

phpro-Expertenmeinung

Pharma-Experten geben Auskunft

Prozesstechnik-Kalender

Alle Termine auf einen Blick

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de