[发明专利]用于热处理材料流并且用于净化所得废气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于热处理材料流并且用于净化所得废气的方法，其中材料流在预热区域中预热，在烧结区域中燃烧或烧结并且在冷却区域中冷却，并且其中至少烧结区域的废气流动通过预热器并且用于预热材料流。离开预热器的废气被除尘并且在至少一个催化剂中净化污染物。

背景技术

上述方法例如用于水泥厂或丙烷生产厂以及矿物工业领域的其它工厂中。离开预热器的废气通常具有约300至400℃的温度。然而，设置在下游的滤尘器通常仅在低温范围内操作，例如低于260℃或甚至低于200℃。还希望尽可能地使用废气的热。因此尽可能在所谓的互连操作中进行操作，其中来自预热器的热废气用于粉碎、造粒和/或干燥设备中，特别是组合的研磨和干燥系统。废气因此通常冷却至约90至120℃的温度。在不能进行互连操作的操作阶段中，窑在所谓的直接操作下操作，其中废气在冷却设备中冷却至适合于滤尘器的温度。

在设置在下游的催化剂中减少污染物，例如氧化氮。对于催化剂的操作，可以使用所谓的尾端构造，其中催化剂设置在最后一个滤尘器之后，在催化剂的操作中催化剂的作用不受废气中包含的粉尘颗粒的影响或仅受略微影响。然而，目前使用的常规催化剂需要约250℃的废气温度，因此需要在滤尘器的下游升高废气的温度。已知借助来自冷却区域的废热至少部分地升高除尘废气的温度。借助于温度控制，流动通过催化剂的废气的温度被调节至例如约260°的预定值，无论窑处于直接操作还是互连操作。

催化剂用于废气净化从而减少含氮化合物或含碳化合物，例如NO_x、NH₃、CO、C_xH_y以及二恶英和呋喃。除了废气温度(取决于催化剂的类型和待减少的化合物，废气温度在150和600℃之间)之外，有效催化减少的重要因素是可以通过化学反应降低催化剂的效率的催化剂毒物和可以通过堵塞孔减少有效表面积的颗粒或分子。催化活性的降低还可以例如直接受催化剂的影响，通过包含在烟道气中的二氧化硫催化氧化成三氧化硫然后与氨反应成硫酸氢铵。污染物的影响和催化剂的操作温度直接相关。因此硫酸氢铵的形成在例如低于180℃的低温下是特别关键的。例如在低操作温度下也吸附汞。可以不利地影响催化剂的活性并且在熟料制备的废气中出现的其它污染物为例如碱金属、重金属或细粉尘。污染物的不利影响在一些情况下是可逆的。如果操作温度升高，例如形成的铵盐或其它吸附分子可能分解。例如在发电厂技术和垃圾焚烧厂中通过温度升高烘烤除去尾端催化剂中的污染物。然而，由于待加热的高废气体积而需要增加能量。

发明内容

本发明的根本目的是在待应用的能量方面优化来自材料流的热处理的废气的净化。

根据本发明实现所述目的。

根据本发明的方法涉及材料流的热处理和所得废气的净化，其中材料流在预热区域中预热，在烧结区域中燃烧并且在冷却区域中冷却，其中至少烧结区域的废气流动通过预热器并且用于预热材料流，并且其中离开预热器的废气在互连操作中至少部分地在干燥、造粒和/或粉碎设备中冷却，或者在直接操作中至少部分地在冷却设备中冷却，然后在滤尘器中至少部分地除尘，并且其中随后再次升高至少部分除尘的废气的温度，然后在至少一个催化剂中净化废气的污染物。废气在直接操中流动通过催化剂的温度至少阶段性地高于废气在互连操作中流动通过催化剂的温度。

本发明利用的事实是，相比于互连操作，在直接操作中可获得更高温度水平的废气。虽然在互连操作中可以允许催化剂的越来越多的失活，但在直接操作中催化剂至少阶段性地以更高的废气温度操作，从而允许催化剂再活化。

本发明的其它实施方案将在下文描述。

有利地，废气在直接操作中流动通过催化剂的温度比互连操作中的废气的温度高至少10℃，优选至少20℃，最优选至少30℃。在废气以更高温度流动通过催化剂的阶段中，滤尘器下游的在互连操作和直接操作之间的温差有利地在10至100℃的范围内，优选在20至80℃的范围内。这可能尤其受所述冷却设备的影响。优选的，流动通过催化剂的废气在互连操作和直接操作之间的温差对应于流动通过滤尘器的废气在互连操作和直接操作中的温差+/-10℃。

可以通过来自用于热处理材料流的方法的热位移，通过加入热气体和/或通过额外燃烧升高滤尘器和催化剂之间的废气的温度。此外，可以通过与离开催化剂的废气换热实现滤尘器和催化剂之间的废气的至少一部分的温度升高。特别可以使用气-气换热器从而升高温度。