DeNOx und Lachgaszersetzungen für Salpetersäureanlagen
Die chemische Industrie benötigt Salpetersäure (HNO3) als Basismaterial für Düngemittel, Arzneimittel, Farbstoffe, Brennstoffe und viele weitere Produkte.
Im Herstellungsprozess von Salpetersäure wird Ammoniak (NH3) oxidiert. Dabei entstehen als Zwischen- und Nebenprodukte Stickoxide (NOX) und Lachgas (N2O), die im Abgas enthalten sein können.
Wegen der hohen Reaktivität werden Stickoxide als Hauptursache für sauren Regen angesehen. Deshalb bestehen in vielen Staaten strikten Grenzwerte, was die katalytische Reduktion in diesem Bereich zum Standardprozess macht.
Auch wenn Lachgas (N20) per se nicht umweltschädlich ist, wird es als klimarelevant angesehen: Das Kyoto-Protokoll identifiziert daher Lachgas als Treibhausgas ca. 300mal stärker bewertet als CO2.
Für die Hersteller von Salpetersäure hat die Süd-Chemie spezielle Katalysatoren zur Reduzierung von Lachgas und NOX entwickelt.
Problemlösung Nr. 1 – EnviCat® HNO3 Nicht-Selektive Katalytische Reduktion (NSCR)
Bei Abgastemperaturen von mehr als 400º C bietet die prozessnahe Abgasbehandlung die effektivste Methode sowohl NOX als auch Lachgas zu reduzieren.
Die NSCR Methode funktioniert ähnlich wie der Dreiwegekatalysator bei dem eine Reduktion abläuft, während andere Abgase oxidiert werden.
NOX und N2O reagieren mit dem restlichen Kohlenwasserstoff, der noch im Abgas enthalten sein darf. Der Anteil an Kohlenwasserstoffen muss laufend kontrolliert werden, um den Reduktionsprozess sicherzustellen – ist er zu niedrig, muss Methan oder Wasserstoff zugefügt werden.
Problemlösung Nr. 2 – EnviCat® N2O and EnviCat® NOX Selektive Katalytische Reduktion (SCR)
Im Fall von Salpetersäureanlagen mit Abgastemperaturen unter 400º C ist die selektive Reduktion effizient und kostengünstig. Sie kann ebenfalls für Emissionen von mehr als 400º C benutzt werden, wenn Wasserstoff hinzugefügt wird.
Die von Süd-Chemie in Korporation mit der Anlagenbaufirma UHDE, ein Tochterunternehmen von Thyssen-Krupp, entwickelte innovative EnviNOx® Technologie, basiert auf einem Vanadium-freien Katalysator, der spezielle Eisenzeolithe enthält.
Durch den Gebrauch von Ammoniak als Reduktionsmittel wandelt dieser Prozess Lachgas und NOX in elementaren Stickstoff und Sauerstoff sowie Wasser um.
Gleichzeitig baut der Katalysator den hinzugefügten Ammoniak vollständig ab, ein Sperrkat entfällt also.
Insgesamt werden Konversionsraten von über 98% über einen weiten Temperaturbereich erreicht.
