REGENERACIÓN DE CATALIZADORES SCR DE BAJA TEMPERATURA.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la purificación de gases de combustión en plantas de incineración de residuos durante la regeneración de un catalizador que sirve para la reducción de óxidos de nitrógeno. En diferentes sectores industriales, por ejemplo en las plantas de incineración de residuos, se producen gases de combustión calientes que contienen sustancias sólidas y en forma de gas, como por ejemplo polvo, cenizas volátiles, metales pesados, dioxina, furano, así como SO2, SO3, NOx, CO y CHx. En el tratamiento térmico de desechos, los gases de combustión son enfriados para la recuperación de la energía térmica en una caldera de vapor a una temperatura de aproximadamente 220 0 C-240 0 C. Antes de la salida al ambiente los gases de combustión son liberados de sustancias contaminantes teniendo en cuenta los valores límites fijados por las leyes. Históricamente se ha llevado a cabo la purificación de gases de escape realizando en una primera etapa una eliminación del polvo por medio de separación eléctrica del polvo o por filtro de tejido en forma de tubos o bolsas. En una segunda etapa se realizaba la separación de los gases nocivos ácidos por un procedimiento de purificación húmedo o seco. En una última etapa tenía lugar finalmente la desnitrificación. Para poder reducir el consumo de agente de reducción han sido empleados a menudo catalizadores (procedimiento SCR, reducción catalítica selectiva). La reacción tiene lugar en un catalizador con forma de panal o placa que es conectado dentro de la purificación de gases de una planta de incineración de residuos a menudo como sigue: a) por medio de un catalizador de alta temperatura tras un lavado de gases de escape con calentamiento; b) por medio de un catalizador de alta temperatura detrás de la caldera (High dust) o c) con un catalizador de baja temperatura como última etapa de la purificación del gas de escape. Los catalizadores de bajas temperaturas, que en general trabajan en un rango de temperatura por debajo de aproximadamente 220 hasta 230 0 , presentan la ventaja de que habitualmente no es necesario un calentamiento del gas de combustión. No obstante, puesto que trabajan en un rango de temperatura bajo, a diferencia de los cataliza- dores de alta temperatura, son muy sensibles frente a compuestos salinos. Se realiza, por tanto, previamente una eliminación del polvo (conexión low-dust) y una eliminación de gases nocivos ácidos para evitar el bloqueo, así como el envenenamiento de centros de catalizador activos. Puesto que esta etapa de purificación se consigue sólo de forma incompleta, los catalizadores de bajas temperaturas deben ser regenerados regularmente. En el documento DE 36 34 360 se describen filtros de catalizadores. Éstos fueron desarrollados para reunir 4 etapas de purificación de gases de escape en una única etapa, ampliando la filtración catalítica por adición de adsorbentes para la reducción de dioxina y de cal hidratada para la absorción seca de gases nocivos ácidos. En el medio de filtro se pueden producir reacciones que además son aceleradas por zonas activas en el material de filtro. Conducen a la condensación de sales de amonio, sales de metales pesados de bajo punto de fusión y, por tanto, a una obstrucción de poros, lo que puede conllevar un fallo del filtrado por aumento de la pérdida de presión. En el documento EP 1 072 302 se describe cómo pueden ser regenerados tales filtros de catalizador. Así los filtros de catalizador son regenerados por tratamiento térmico y mecánico simultáneo. Para ello con ayuda de un quemador de regeneración es elevada la temperatura por encima de 280 0 C, preferiblemente 320 0 C y mantenida durante algunas horas. La inyección de amoniaco se detiene. Estos filtros de catalizador no tienen que ser desmontados para el proceso de regeneración, pero sin embargo durante el tiempo de la regeneración debe detenerse la carga de residuos y mantener caliente la cámara de combustión con quemadores de apoyo. Habitualmente debe contarse con una interrupción del funcionamiento de aproximadamente 3 a 8 horas hasta que se termina el proceso de regeneración. En el documento EP 1 576 999 se describe un procedimiento para la purificación de gases de combustión en el que el gas de combustión es filtrado, mezclado con amoniaco y a continuación llevado en contacto con un catalizador para la desnitrificación. El catalizador es regenerado periódicamente a temperaturas de 280 a 450 0 C, siendo aislada la unidad de catalizador a ser regenerada. Los gases de escape purificados son descargados en la chimenea. Por tanto, sustancias nocivas liberadas en una regeneración térmica pueden llegar a la atmósfera. El objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento sencillo y un dispositivo para la regeneración de gases de combustión durante la regeneración de catalizadores, debiendo tener lugar la regeneración durante la incineración continua de residuos. El objeto se lleva a cabo por un procedimiento según la reivindicación 1 y un dispositivo según la reivindicación 9. Otras formas de realización preferidas son objeto de las reivindicaciones dependientes 2 a 8. Con el procedimiento según la invención se consigue regenerar el catalizador de forma muy fácil y económica, sin que el funcionamiento deba ser interrumpido. El procedimiento según la invención descrito en detalle a continuación posibilita emisiones mínimas, no se emite ni mucha cantidad de amoniaco ni mucha cantidad de óxido de nitrógeno. Además es muy fácil de programar y se desarrolla de forma totalmente automática. 2   En la primera etapa de regeneración se realiza la separación de los gases nocivos ácidos. Esto puede realizarse forma húmeda, casi seca o seca. En el caso del procedimiento húmedo la regeneración se realiza en dos etapas. En primer lugar el flujo del gas de combustión pasa por los lavadores ácidos (pH < 1), en los que son absorbidos cloruro de hidrógeno y fluoruro de hidrógeno, así como los metales pesados volátiles. En la etapa de lavado alcalino poste- rior son unidos los gases nocivos, tales como SO2 en una solución de lavado que es neutralizada por ejemplo por NaOH. Se emplean columnas de cuerpos llenadores, lavadores de tipo Venturi, lavadores de flujo radial o columnas de base. Alternativamente la separación de los gases nocivos ácidos puede realizarse por un procedimiento casi seco. En él es pulverizada una solución acuosa o suspensión de Ca(OH)2 y Ca(CO3)2 sobre el gas de combustión caliente a 200 hasta 400 0 C, evaporándose el agua por completo y formándose una mezcla de sal neutra que contiene metales pesados sólidos. No obstante, sería posible también pulverizar Ca(OH)2 que fue comprimido con agua en el gas de combustión caliente a 200 a 400 0 C (el llamado procedimiento Turbosorp). Alternativamente la separación de gases nocivos ácidos puede realizarse por un procedimiento seco. En él, el gas de combustión es puesto en contacto con un aditivo seco seleccionado del grupo formado por hidróxido de calcio, coque activo, carbonato e hidrógenocarbonato alcalino o alcalinotérreo o mezclas de ellos. Especialmente preferido es como aditivo seco bicarbonato de sodio. En el caso del procedimiento casi seco o seco para la eliminación de gases nocivos ácidos a continuación es filtrado en filtros de tejido. Tras el procedimiento húmedo no es necesaria una filtración, aunque es posible. A continuación es alimentado amoniaco al gas de combustión que aún contiene pequeñas cantidades de gases nocivos ácidos. Con ayuda de un catalizador de baja temperatura es realizada la desnitrificación. El catalizador cataliza sobre todo las siguientes reacciones: I 6NO + 4 NH3 5 N2+ 6 H2O II 6NO2 + 8 NH3 7 N2+ 12 H2O Reacción Secundaria III SO2 + 0,5 O2 SO3 Reacción posterior IV SO3 + NH3 + H2O NH4HSO4 Reacción posterior V SO3 + 2NH3 + H2O (NH4)2 SO4 Por la formación de las sales de amonio como consecuencia de las reacciones secundarias y posteriores III y IV/V, es decir por reacción de los gases nocivos ácidos con amoniaco, disminuye la actividad del catalizador con el tiempo, lo que conduce a que deba ser regenerado. Para ello el catalizador es calentado lentamente en pequeñas etapas, liberándose amoniaco. La tasa de calentamiento es regulada por la concentración de una magnitud directriz seleccionada del grupo de óxidos de nitrógeno y amoniaco, que contiene el gas de combustión regenerado (es decir, tras la eliminación de los gases nocivos ácidos y tras la desnitrificación), siendo preferido el óxido de nitrógeno como magnitud directriz. Por el lento calentamiento es liberado el amoniaco de forma igualmente lenta y en cantidades pequeñas como cuando tiene lugar un calentamiento rápido. Con ello el amoniaco puede ser utilizado de nuevo para la reducción del óxido de nitrógeno. Es... [Seguir leyendo]

1.- Procedimiento para la purificación de gases de combustión en plantas de incineración de residuos durante la regeneración de un catalizador que sirve para la reducción de óxidos de nitrógeno, en el que en el funcionamiento continuo de la planta de residuos a) los gases nocivos ácidos son eliminados del gas de combustión en forma húmeda, semiseca o seca b) es añadido amoniaco al gas de combustión purificado en la etapa a) para la reducción de los óxidos de nitrógeno, c) el gas de combustión de la etapa b) al que se ha añadido amoniaco es conducido a un catalizador, siendo calentado el catalizador para la regeneración con una tasa de calentamiento controlada que conlleva la liberación de amoniaco, siendo controladas la cantidad de amoniaco añadida en la etapa b) y la tasa de calentamiento en la etapa c) por la concentración de una magnitud directriz seleccionada del grupo de amoniaco y óxido de nitrógeno que contiene el gas de combustión purificado tras la etapa c). 2.- Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el catalizador es calentado por encima de 280 0 C, preferiblemente entre 300-350 0 C, y en particular preferiblemente a 320 0 C. 3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el catalizador es calentado durante un periodo de tiempo de 3 a 8 horas, preferentemente de 5 a 6 horas. 4.- Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el catalizador es calentado de 0,5 a 1 0 C por minuto. 5.- Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el catalizador es calentado por un radiador térmico o un elemento de calentamiento que puede ser calentado por vapor o corriente eléctrica directamente o indirectamente a través un gas portador caliente consistente eventualmente en vapor o aire. 6.- Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el gas portador es formado por el exceso de aire de un quemador. 7.- Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que en la etapa a) los gases nocivos ácidos son eliminados por adición de un aditivo seco seleccionado del grupo formado por hidróxido de calcio, un carbonato y un hidrogenocarbonato alcalino o alcalinotérreo con filtración posterior. 8.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que en la etapa a) los gases nocivos ácidos son eliminados por lavado húmedo. 9.- Dispositivo para la realización de un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, con un dispositivo de inyección para un aditivo seco (55), un filtro (60), un dispositivo de inyección para un agente de reducción (65) y un catalizador (70) que están dispuestos en una carcasa (50), en la que a través de un orificio de entrada (80) puede ser alimentado el gas de combustión, el cual tras el contacto con el catalizador, que puede ser calentado por medio de un dispositivo de caldeo (75), puede ser alimentado a un tubería de gas puro (95), caracterizado porque la tubería de gas puro (95) presenta un dispositivo de medición (100) para una magnitud directriz elegida del grupo de amoniaco y óxido de nitrógeno, regulando la magnitud directriz la tasa de calentamiento del catalizador (70) y la cantidad del agente de reducción (65) que va a ser alimentado. 6   7   8