Thermische Nachverbrennung zur Abgasreinigung

Dieser Artikel behandelt das Thema T wie thermische Nachverbrennung.

Bei industriellen Prozessen entstehen Abgase, die mit Schadstoffen belastet sind. Um diese zu reinigen, kommen Verfahren wie die thermische Nachverbrennung (TNV) zum Einsatz. Dabei handelt es sich um ein Abgasreinigungsverfahren, bei dem die Verunreinigungen der Gase unter Zufuhr von Energie verbrannt werden. Eine sparsamere Alternative ist die katalytische Nachverbrennung, die bei deutlich geringeren Temperaturen abläuft. Wir erklären, wie beide Verfahren funktionieren und was die thermische von der katalytischen Nachverbrennung unterscheidet.

thermische Nachverbrennung in der Industrie
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Thermische Nachverbrennung: Ablauf des Verfahrens 

Bei diesem Abgasreinigungsverfahren strömen die mit Schadstoffen beladenen Abgase durch einen zusätzlichen Brennraum. Hier herrschen Temperaturen von 800 bis 1.250 Grad Celsius, bei denen Kohlenwasserstoffe zu Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) oxidieren. Das gereinigte Abgas entweicht anschließend an die Umgebung. Um den hohen Energiebedarf zu reduzieren, kommen üblicherweise Wärmetauscher zum Einsatz. Diese entziehen dem gereinigten Abgas einen Teil seiner Energie, um das verunreinigte damit vorzuwärmen. Auf diese Weise benötigt der eingesetzte Brenner weniger Energie und die Betriebskosten des Verfahrens sinken. Wichtig zu wissen ist, dass die Anlagen ihre Betriebsweise ständig an die schwankende Zusammensetzung der Abgase anpassen müssen. Möglich ist das mit einer Regelung, die die Brennstoffzufuhr für die thermische Nachverbrennung reguliert.

Einsatzbereiche der thermischen Nachverbrennung

Das Abgasreinigungsverfahren kommt in vielen industriellen Bereichen zum Einsatz. So zum Beispiel in Druckereien, Kaffeeröstereien oder Lackierereien. Nachteilig ist allerdings, dass die Reaktionsmechanismen der Endprodukte Kohlenstoffmonoxid und Stickoxid unterschiedlich sind. So steigt bei höheren Betriebstemperaturen auch der Stickoxidanteil im Abgas und Anlagen können die geltenden Emissionsgrenzwerte teilweise nur schwer einhalten. Eine Alternative dazu ist die katalytische Nachverbrennung.

Katalytische Nachverbrennung: Ablauf des Verfahrens

Genau wie bei der thermischen Nachverbrennung handelt es sich auch bei der katalytischen Nachverbrennung um ein Verfahren zur Abgasreinigung. Es läuft allerdings bei deutlich geringeren Temperaturen von 300 bis 600 Grad Celsius ab und ist wesentlich sparsamer. Die Funktion lässt sich hier einfach erklären: Im Betrieb strömen die mit Schadstoffen belasteten Abgase durch einen Reaktionsraum, in dem sich ein Katalysator befindet. Dieser lässt Kohlenwasserstoffe zu Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O) oxidieren. Wichtig für die Funktion der katalytischen Nachverbrennung ist, dass Partikel, die dem Katalysator schaden könnten, vorher aus dem Abgas entfernen werden.

Übrigens: Auch einige Heizungen und Öfen nutzen das Prinzip der katalytischen Verbrennung. Sie schicken die Brennstoffe über einen Katalysator, an dem sie ohne offene Flamme verbrennen (oxidieren) und Wärme an ihre Umgebung abgeben.

Einsatzbereiche der katalytischen Nachverbrennung

Wie die thermische kommt heute in vielen Bereichen auch die katalytische Nachverbrennung zum Einsatz. Typische Anwendungsbeispiele sind Bodensanierungsanlagen, Druckereien, Kaffeeröstereien, Lackierereien und Papierveredelungsanlagen. Punkten kann das Verfahren durch geringe Reaktionstemperaturen. Diese sorgen für einen niedrigeren Energiebedarf und ermöglichen den Einsatz günstigerer Werkstoffe.

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