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Letzte Aktualisierung: 12.12.2017

NOx Reduktion

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 Fig. 1a
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 Fig. 1b
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 Fig. 1c
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 Fig. 1d
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 Fig. 2

Aufgrund gesetzlicher oder genehmigungsrechtlicher Auflagen werden die Grenzwerte für NOx-Emissionen immer weiter abgesenkt. Gleichzeitig steigt der Druck auf die Betreiber von thermischen Restabfallbehandlungsanlagen die Kosten zu senken, sowohl, was die Investitionen, aber auch, was die Betriebskosten betrifft.

 

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden hat MARTIN zusammen mit Partnerfirmen verschiedene Konzepte entwickelt, bei denen bereits mit primären Maßnahmen die NOx-Werte nach der Feuerung deutlich abgesenkt werden. Grundlage dafür ist die Tatsache, dass durch die Absenkung des Luftüberschusses höhere Temperaturen im unteren Bereich des Feuerraums chemische Reaktionen gefördert werden, die das primär gebildete NOx wieder zu Stickstoff abbauen.

 

In Fig. 1a ist der Luftüberschuss für eine klassische Einstellung der Feuerung dargestellt. Die Primärluft wird leicht überstöchiometrisch eingestellt. Durch Zugabe von Sekundärluft zum Ausbrand der Abgase ergibt sich ein Luftüberschuss von ca. 1,8. Der NOx-Gehalt liegt typisch bei 400 mg/Nm3. Bei der in Fig. 1b gezeigten Entwicklung wird die Einbringung eines Teiles der Sekundärluft in den oberen Bereich des Feuerraums verschoben. Der NOx-Gehalt kann auf ca. 300 mg/Nm3 abgesenkt werden. Diese als LN-Verfahren (Low NOx) bezeichnete Variante eignet sich sehr gut für die Nachrüstung von bestehenden Anlagen, kann aber selbstverständlich auch in die Konzeption neuer Anlagen einfließen.

 

Fig. 1c zeigt das sogenannte VLN-Verfahren (Very Low NOx). Hierbei werden überschüssige Verbrennungsgase oberhalb des hinteren Rostbereiches abgesaugt und die Sekundärluftdrücke reduziert. Der Sauerstoffüberschuss im unteren Feuerraum wird dadurch reduziert, die Temperaturen erhöht. Das abgesaugte VLN-Gas wird als Mischgas im oberen Bereich des Feuerraums wieder zugeführt. Hierdurch wird eine optimale Durchmischung der Abgase gewährleistet.

 

Es wurde im Dauerbetrieb unter kommerziellen Bedingungen nachgewiesen, dass mit dem VLN-Verfahren NOx-Werte von unter 250 mg/Nm3 erreicht werden, die durch Eindüsung von Ammoniak oder Harnstoff auf unter 80 mg/Nm3 reduziert werden (alle NOx-Werte bezogen auf 11% O2). Charakteristisch für das Verfahren ist, dass dies unter gleichzeitiger Einhaltung eines niedrigen NH3-Schlupfes erfolgt.

 

Zusätzlicher Nutzen des in Fig. 2 detaillierter dargestellten VLN-Verfahrens liegt in der Verringerung des Luftüberschusses, mit entsprechenden positiven Auswirkungen auf den Kessel-Wirkungsgrad, sowie in einer Verkleinerung der nachfolgenden Komponenten.

 

Sowohl LN- als auch VLN-Verfahren sind großtechnisch über längere Zeiträume erprobt und werden von MARTIN für Neuanlagen, aber auch im Rahmen von Nachrüstungen angeboten.

 

Eine weitere Variante ist in Fig. 1d dargestellt, das sogenannte VLN-GM Verfahren (Very Low NOx-Gasification Mode). Diese Variante wurde speziell für diejenigen Kunden entwickelt, die Vergasung gegenüber Verbrennung bevorzugen. Hierbei wird auf die Eindüsung von Sekundärluft im unteren Bereich des Feuerraums verzichtet. Durch gleichzeitige Absaugung von Abgas im hinteren Bereich der Brennkammer werden deutlich unterstöichiometrische Bedingungen (gasification) im Feuerraum eingestellt. Zugabe von Mischgas und Sekundärluft zur Sicherstellung der vollständigen Oxidation der Abgase erfolgt im oberen Bereich des Feuerraums.