[发明专利]废气净化站

说明书

技术领域

本发明涉及一种用SCR催化转换器净化含尘排气的废气净化站以及具有这样一种废气净化站的水泥生产设备，所述SCR催化转换器具有至少三层沿着排气的流向一层接著一层地布置的催化转换器层。

背景技术

在氧化氮(NO_x)和挥发性有机化合物(VOC)的催化还原中，由于排气中有大量的硫(正如水泥生产设备所产生的排气)，所需反应温度至少为260℃，。通常使用的催化转换器包含作为活性元素的五氧化二钒，随着温度的降低，会需要较高的含钒量，以达到相同的污染物转换率。在水泥生产设备中，由于有大量的硫，通常需要将催化转换器直接放置在气旋预热器的下游，因为出于与过程相关的理由，大约从280至400℃的更有利的温度会出现在该位置。例如，同样配置有气旋热交换器的用于焙烧和煅烧金属矿石的设备会出现相似的情况。

然而，在最后的预热气旋之后，具有从30至180g/Nm³以上数量级的高含尘量是不利的。大量的尘会导致催化转换器的堵塞形式的操作问题，并会因尘的覆盖而使多孔催化转换器表面的活性减小。

催化转换器表面所需的尺寸实质上取决于待净化气体的量以及所需的污染物分解度。为了使催化转换器保持为小体积，需要与体积高度相关的催化转换器表面，例如300m²/m³。由催化转换器通道内的预定气体速度以及气体的量来确定横截面，以致可从而产生所需的总长度。这通常不能在一层之中实现，因为长度受限于与过程和生产都相关的技术原因。由于生产过程的不断改进，现在用蜂窝型催化转换器可以达至1.3的值。至于设备的技术方面，用尽可能最少的层数达到总长度是有利的，由此减少壳体、维护装置以及净化的成本。因此，按照惯例将长度大于1m的多层催化转换器层引入催化转换器壳体内。

对于含尘量高的废气(如同水泥生产设备所产生的废气)的催化转换器的使用，已经描述在大量的出版物中。例如，在DE 100 11 327 A1中揭示了使用压缩空气鼓风机来清除发生的堵塞。在DE 10 2005 039 997 A1中，为了支持吹尘器的净化能力，进一步建议使用声波吹尘的声除操作。DE 100 11 327 A1揭示了堵塞的出现与在Froude数上的操作故障的从属关系。WO 97/09112A1描述了一种使用上游模板来保护催化转换器的方法。CH 698 991 B1涉及SCR和SNCR的组合，而EP 1 735 576 B1揭示了NO_x与CO的分解。

然而，所有已公开的方法都未能以满意的方式减少操作故障，是因为有大量的尘和/或很粘的尘。因此，WO 2010015009和WO 2010073090提议使用初步除尘操作的SCR催化转换器，以减少含尘量。

发明内容

但由于热尘移除涉及很大的追加支出，故本发明的目的是开发一种废气净化站，其能够使催化转换器无中断地操作，即使是有大量尘的情况。

根据本发明，此目的通过权利要求1的特征来达到。

按照本发明用于净化含尘排气的废气净化站具有用于NO_X还原的SCR催化转换器，该SCR催化转换器具有至少三层催化转换器层，这些催化转换器层一层接一层地布置在排气的流向中，在流向中的第一催化转换器层的长度较随后的层的长度短。

在形成本发明基础的测试中以及在工业操作中已经发现，在单个催化转换器层的通道内的尘沉积伴随着高压损失。该沉积会导致通流阻力增加，这会减小可达到的速度，尤其是在净化压缩空气时。净化能力由此减小，因而在催化转换器的通道内有架桥生长，直到该通道最终被尘完全封闭。对于特定的尺寸，这些尘桥不再能够用压缩空气方式来清除。

此外还观察到，在反应器壳体内的催化转换器层，由于它们的几何结构，致使大量尘的整流和规范。层的流阻会产生取决于气体速度的压差，并因而在横截面上形成均化的速度值。然而，整流和均化的这种作用只会在第二催化转换器层的来流中出现。由于局部尘浓度及局部速度梯度较高，不均匀的来流(如第一催化转换器层中出现的)会导致在催化转换器通道中增加形成架桥的风险。第一层的这些架桥现象的增加因而比随后的层快很多。