Aufgrund ihrer hohen Effizienz und Umweltverträglichkeit findet die Pyrolysevergasung in vielen Bereichen breite Anwendung. Mit der Weiterentwicklung der Technologie und den steigenden Umweltauflagen wird sich ihr Einsatzspektrum voraussichtlich noch erweitern. Pyrolysevergaser eignen sich unter anderem zur Behandlung von Biomasseabfällen aus Land- und Forstwirtschaft, zur Abgasreinigung industrieller Biomasse, zur Behandlung von Siedlungsabfällen, zur Stromerzeugung aus Müllverbrennung, in kleinen und mittleren Müllkraftwerken sowie zur Energieerzeugung.
In der Anfangsphase der Pyrolysevergasung wird der brennbare Feststoffabfall zunächst gecrackt, wobei flüchtige Bestandteile, Teer und gasförmige Produkte wie Methan und Sauerstoff ausfallen. Diese Phase ist die Hauptursache für die anfängliche Schwerelosigkeit der Reaktion und gleichzeitig die Phase, in der Stickoxide entstehen.
Das Prozessprinzip der SCR-Denitrifikation in Pyrolysegasanlagen basiert im Wesentlichen auf der selektiven katalytischen Reduktion (SCR). Kern dieses Verfahrens ist die Reduktion von Stickoxiden (NOx) im Rauchgas zu unschädlichem Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) mithilfe von Katalysatoren. Im Folgenden wird das Grundprinzip der SCR-Denitrifikation erläutert.
Reaktionsprinzip:
Unter Einwirkung eines Katalysators (üblicherweise mit Alkalimetallen wie Eisen, Vanadium, Chrom, Kobalt oder Molybdän) reagiert das NOx im Rauchgas im Temperaturbereich von 200–450 °C mit dem eingespritzten Ammoniak (NH3) zu Stickstoff und Wasser. Die wichtigsten Reaktionsgleichungen lauten wie folgt:
4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O
2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O
6NO₂ + 8NH₃ → 7N₂ + 12H₂O
Die SCR-Denitrifikationstechnologie wandelt Stickoxide effizient in unschädlichen Stickstoff und Wasserdampf um. Der gesamte Prozess erzeugt nur wenige Sekundärschadstoffe. Die SCR-Rauchgas-Denitrifikationstechnologie wird in vielen entwickelten Ländern häufig eingesetzt. Sie ist einfach zu bedienen, hochstabil und kann unter einer Vielzahl von Prozessbedingungen angewendet werden.
Mit steigenden Umweltschutzauflagen wird die Entwicklung der SCR-Technologie künftig verstärkt auf die Effizienz und Langlebigkeit der Katalysatoren ausgerichtet sein. Der Einsatz intelligenter Steuerungstechnologien, wie beispielsweise auf Big Data und künstlicher Intelligenz basierende Systeme zur Überwachung und Regelung der Reaktionstemperatur, wird die Leistung und Zuverlässigkeit von SCR-Systemen weiter verbessern. Die Denitrifikation im Pyrolysegasreaktor dient dazu, die Anforderungen der Umweltschutzbestimmungen zu erfüllen, die Belastung der Umwelt und der menschlichen Gesundheit durch Stickoxide zu reduzieren, die Denitrifikationseffizienz zu steigern, Kristallisation und Verstopfung des Pyrolyseofens zu vermeiden und die Wirtschaftlichkeit der Denitrifikationstechnologie zu optimieren.
Veröffentlichungsdatum: 13. Dezember 2024