Wie wird das Reduktionsmittel Ammoniak ins SCR System gebracht?
Das für die selektive katalytische Reduktion notwendige Ammoniak (NH3) kann auf verschiedenste Art und Weise in den Abgasstrom injiziert werden. Die dabei gängigste Art und Weise stellt den Weg über die Umwandlung und Eindüsung von Harnstofflösungen dar. Je nach Anlage kann aber auch direkt Ammoniak eingedüst werden. Die Eindüsung an sich kann auch in unterschiedlichen Formen von statten gehen.
Wie funktioniert die Eindüsung von reinem Ammoniak?
Wird Ammoniak direkt eingedüst muss dieses vor Ort in Gasflaschen vorhanden sein. Dieses Verfahren kann vor allem bei geringem Ammoniak-Bedarf eingesetzt werden, wenn die Lagerung und Aufstellung von Gasflaschen kein Problem darstellen. Hierfür wird eine Dosierstrecke installiert, die den Druck und Durchfluss des Systems überwacht und regelt.
Wie kann Ammoniak außerdem zudosiert werden?
Werden größere Mengen Ammoniak zur Reduktion von NOx benötigt kann dieses zum einen als Ammoniakwasser eingebracht werden. Dabei kann Ammoniak nach Dosieren sehr schnell aus der Lösung ausdampfen. Jedoch sind bei der Verwendung von Ammoniakwasser hohe Sicherheitsanforderungen notwendig, da Ammoniak schon bei der Lagerung ausdampfen kann und explosible und giftige Gemische bildet. Die andere Möglichkeit ist die Verwendung von Harnstofflösungen. Die Harnstofflösung kann durch das heiße Abgas getrocknet und Harnstoff dann aufgeschmolzen werden. Dabei entsteht Wasser und Ammoniak. Mittels dieser Methode kann Ammoniak sozusagen gespeichert im Harnstoff auch in großen Mengen gelagert werden. Nur die Umwandlung des Harnstoffs in Ammoniak muss durch eine ausreichende Verdampfungsstrecke gewährleistet sein.
Wie wird die Eindüsung technisch umgesetzt?
Prinzipiell können die Harnstoff- oder Ammoniaklösungen auf zwei Arten eingedüst werden. Einerseits direkt durch spezielle
Injektoren mit (den dabei nötigen) präzisen Aktuatoren, oder Druckluft-gestützt über entsprechende Zerstäuber. Erstere Technik
eignet sich bei geringem Reduktionsmittelbedarf und geht zumeist mit höherer Harnstoff-Tröpfchengröße und der daraus
resultierenden längeren Verdampfungszeit einher. Durch die Druckluft-gestützte Eindüsung können kleinere
Tropfendurchmesser erreicht werden und entsprechend schneller ist die Verdampfung auch bei hohem Ammoniakbedarf.
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Hier ist dann eine aufwendigere Dosiereinheit nötig, die zusätzlich Druckluftfluss überwacht und reguliert. Speziell designte
Mischelemente sorgen dann für eine optimale Verteilung des Ammoniaks im System. Bei sehr großen Anlagen, wie
beispielsweise bei Gasturbinen, kann die Eindüsung dann auch über einen Bypass stattfinden. Ein Teil des Rauchgasstroms
wird dabei entnommen, Ammoniak eingedüst und vermischt und wieder über ein „Ammonia Injection Grid“ in den
Rauchgasstrang zurückgegeben. Mittels Strömungssimulation kann jeweils eine entsprechend des Systems optimale
Ammoniakverteilung eingestellt werden.
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