High-Dust SCR Technologie

Transkript

1 High-Dust SCR Technologie Betriebserfahrungen und -ergebnisse Detlef Edelkott Schwenk Zement KG VDZ Jahrestagung Zement Düsseldorf, 12. September 2014

2 Projektablauf August Beantragung der Fördermittel und der behördlichen Genehmigung Oktober Auftragsvergabe bis März Planung und Bau April Erstinbetriebnahme seit Mai Erprobung und betriebliche Optimierung mit begleitendem Messprogramm des VDZ/FIZ

3 Abgasführung mit kombinierter SCR/SNCR-Technik S C R NH3-Eindüsung vor SCR-Kat. Gebläse NH3-Eindüsung SNCR

4 Mergelstetten Zyklon-Vorwärmer und SCR-Anlage

5 SCR Mergelstetten Film Montage SCR Anlage_gekü rzt.mp4

6 Katalysator Anforderungen: geeignet für hohe Staubgehalte geringer Aktivitätsverlust niedrige SO 2 /SO 3- Konversion chemisch und mech. beständig niedriger Druckverlust

7 6m Schema der Querschnittsfläche einer Katalysatorlage 6m 18 Katalysator- Module Druckluftbläser

8 Schema des SCR-Reaktors im Prozessleitsystem

9 Druckverlust der einzelnen Katalysatorlagen nach Erstinbetriebnahme (Mai/Juni 2010)

10 Ineffiziente Abreinigung der Kat-Oberfläche Staubablagerungen in Katalysator-Waben

11 Druckverlust der einzelnen Katalysatorlagen nach der Otimierung des Druckluft-Abreinigungssystems (1 Juli 24 Aug. 2010)

12 Veränderungen der Katalysatorbestückung der SCR-Anlage Apr Erstinbetriebnahme mit drei aktiven Katalysatorlagen (L=1,3m) mit sechseckigen Waben und einem zusätzlichen "Dummy-Layer" oberhalb der keramischen Lagen Juli 2010 Ersatz des "Dummy-Layers" gegen aktive Katalysator - Elemente (L = 0.6m) Febr unterste Lage durch neue Elemente mit quadratischen Waben ausgetauscht (L = 0,9m) Nov Austausch der mittleren Lagen(1 x neu, 1 x regeneriert) Sept Ersatz der obersten Lage gegen regenerierte Elemente Jun Austausch/Reparatur der beiden regenerierten Lagen

13 NO2 (mg/m³) Betriebsergebnisse seit der Ertüchtigung im Nov Nov Aug NOx und NH3 Emissionen Tagesmittelwerte NO Nov. 11 Apr. 12 Aug. 12 Jan. 13 Jun. 13 Nov. 13 Apr. 14 Sep. 14

14 NO2 (mg/m³) NH3 (mg/m³) Betriebsergebnisse seit der Ertüchtigung im Nov Nov Aug NOx und NH3 Emissionen Tagesmittelwerte NO2 NH Nov. 11 Apr. 12 Aug. 12 Jan. 13 Jun. 13 Nov. 13 Apr. 14 Sep. 14

15 NO2 (mg/m³) NH3 (mg/m³) Betriebsergebnisse seit der Ertüchtigung im Nov Nov Aug NOx und NH3 Emissionen Tagesmittelwerte NO2 NH Produktionstage 742 Tage SCR-Betrieb ---> ca 95% Verfügbarkeit Nov. 11 Apr. 12 Aug. 12 Jan. 13 Jun. 13 Nov. 13 Apr. 14 Sep. 14

16 Betriebskosten der SCR-Anlage - Deaktivierung des Katalysators - Reduktionsmittelverbrauch 24.9%ige Ammoniak- oder 40%ige Harnstoff-Lösung - Stromverbrauch

17 Reduktionsmittelbedarf in kg/t Klinker Reduktionsmittelbedarf in Abhängigkeit des DeNOx-Verfahrens Verbrauch an 25%iger Ammoniak- und 40%iger Harnstofflösung Kombi- Betrieb SCR/SNCR Ertüchtigung des SCR-Reaktors nur SNCR nur SCR-Betrieb (ausser Sept. 2012)

18 Strombedarf der SCR-Anlage bei 4 bestückten Lagen elektrischer Energiebedarf [kw] [kwh/t Klinker] Heißluft-Kompressoren 260 2,6 SCR-Abgasgebläse 200 2,0 andere Verbraucher (Zerstäubungsluft, Staubtransport) 40 0,4 Gesamt: 500 5,0

19 Nebeneffekte des SCR-Betriebs Quecksilber-Konversion: - durch den Katalysator wird elementares Quecksilber zu mehr als 90% in eine ionische Bindung überführt eventuell Probleme bei der kontinuierlichen Hg- Emissionsüberwachung hilfreich für die Abscheidung im Staubfilter Verminderung der organischen Emissionen: - die Emission von organischen Verbindungen wird durch den Katalysator deutlich reduziert Vorläufige Ergebnisse: kein Einfluss auf C1-Verbindungen (CO & Methan), Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe werden bis zu 90% abgebaut, Dioxine und Furane um bis zu 60%, Benzole ebenfalls bis zu 60%.

20 Zusammenfassung Zuverlässige Emissionsminderung mit High-Dust SCR-Anlage: die Emissionsgrenzen von 200 mgno 2 /m³ und 30 mg/m³ NH3 werden sicher eingehalten die organischen Emissionen (außer Methan) werden erheblich reduziert hohe Verfügbarkeit der High-Dust-Anlage nach anfänglichen Schwierigkeiten inzwischen > 95% Verfügbarkeit wichtig ist gewissenhafte Wartung und Ausrichtung des Bläsersystems Verringerter Aktivitätsverlust der Katalysatoren erwartet wird Betriebsdauer der Katalysatorelemente von mind. 4 Jahren Voraussetzung ist Begrenzung der Betriebstemperatur auf < 380 C nasschemische Regeneration bisher für High-Dust-Betrieb nicht bewährt effiziente Reduktionsmittelumsetzung im Katalysator die vergleichsweise niedrige Reaktionstemperatur vermeidet Verluste durch Verbrennung der Reduktionsmittel

21 .vielen Dank!