Der Zementhersteller Industria Cementi Giovanni Rossi S.p.A. am Standort Pederobba in Norditalien ist seit über 90 Jahren in der Produktion von Zementen und hydraulischen Bindemitteln tätig. Nachhaltigkeit und ökologisches Handeln sind wichtige Werte der Unternehmensphilosophie der Cementirossi-Gruppe. Im Sinne der Nachhaltigkeit setzt Cementi Rossi auf Technologien die Produktions- und Umweltinteressen vereinen.

Verschärfte Emissionsgrenzen
Im Zuge der Rauchgasreinigung nutzte Industria Cementi Giovanni Rossi S.p.A. bis Dezember 2022 eine SNCR-Anlage zur Reduktion von NOx. Im Jänner 2023 erfolgte eine Verschärfung der Emissionsgrenzen am Standort Pederobba in Italien, worauf die erforderlichen NOx-Grenzwerte nicht mehr zuverlässig eingehalten werden konnten. Bisher wurde die Rauchgasentstickung mittels SNCR durchgeführt. Im Zuge der Emissions-Reduktion wurden Urea-Pellets am Wärmetauscherturm eingedüst und auf diese Weise das NOx ohne katalytische Reaktion reduziert. Zur zuverlässigen Einhaltung der verschärften Emissionsgrenzwerte war es notwendig eine neue Lösung zu finden.

Maßgeschneiderte Lösung
Zur Erzielung der erforderlichen Emissionsgrenzwerte installierte der Umweltspezialist Scheuch einen maßgeschneiderten scr tail-end tower. Scheuch erarbeitete ein auf die Bedürfnisse des Kunden genauestens abgestimmtes Konzept. Im Dezember 2020 erfolgte die Auftragszusage für die scr tail-end tower Anlage zur Rauchgasreduktion. Von Dezember 2020 bis Februar 2022 arbeitete Scheuch intensiv an der Planung und Realisierung der speziell an die Bedürfnisse des Zementherstellers angepassten Abgasreinigung. Gemeinsam mit dem Kunden wurde das Analgenlayout festgelegt. Die Automatisierung und Visualisierung setzte der Kunde auf Basis einer von Scheuch zur Verfügung gestellten Funktionsbeschreibung vorbildlich um.

Durch die Berücksichtigung einer Vielzahl relevanter Parameter sowie örtlicher Gegebenheiten, wurde seitens Scheuch die optimale Lösung erarbeitet. Der Standort des Kunden befindet sich in einer Erdbebenzone sowie in einem Naturschutzgebiet. Im Sinne des Umwelt- und Tierschutzes war es notwendig, auf glänzende Oberflächen zu verzichten. Außerdem setzte Scheuch Schallschutzmaßnahmen, sodass der Grenzwert von 65dBA Schalldruckpegel in 1 Meter Abstand nicht überschritten wird.

Mit Hilfe der hochmodernen Anlage können auch zukünftige Emissionsgrenzwerte von Stickoxiden (NOx) und Ammoniak (NH3) sicher eingehalten werden. Die Anlage ermöglicht es NOx, NH3 sowie TOC um bis zu 65 Prozent zu reduzieren. Weiters ist das System eine bedeutsame Ergänzung der Produktpalette in der Abgasreinigung bei Scheuch.

 „Es freut mich besonders, dass wir bei diesem technologisch anspruchsvollen Projekt unsere Kompetenz erfolgreich unter Beweis stellen durften, und damit einen weiteren zufriedenen Kunden gewinnen konnten, welcher wie Scheuch einen hohen Wert auf partnerschaftliche Zusammenarbeit legt. Zugute kam uns hier sicherlich unsere jahrelange Erfahrung in der Realisierung von SCR Anlagen. Unser über Jahrzehnte aufgebautes Know-How in der Zementindustrie ermöglicht es uns, stets die passende Lösung für die vielfältigen Anforderungen der Branche liefern zu können.“
Andreas Brandstetter – Team Leader Project Management

Technische Meisterleistung
Der scr tail-end tower ist durch eine Bypassschaltung mit eigenem SCR-Ventilator vom Klinkerbrennprozess isolierbar. Das bietet den Vorteil, dass das sichere An- und Abfahren der Anlage völlig autonom vom Ofenprozess erfolgen kann.

Das Ofenabgas wird nach dem Schlauchfilter mit relativ niedriger Temperatur übernommen. Dies ist der Wärmerückgewinnungsanlage, die das technologisch innovative Zementwerk schon seit einigen Jahren in Betrieb hat, geschuldet. Um NOx bei gleichzeitig niedrigem NH3 Ausstoß zuverlässig abscheiden zu können, ist es erforderlich eine minimale Temperatur am Katalysator sicherzustellen.

Diese Temperaturerhöhung wirtschaftlich durchzuführen, stellt bei allen Tail-End-SCR-Lösungen die größte Herausforderung dar. Beim Projekt Industria Cementi Giovanni Rossi S.p.A. entschied man sich für die Kombination aus Plattenwärmetauscher und Gasbrenner. Die Installation eines Plattenwärmetauschers (REKUGAVO) stellt eine extrem wirtschaftliche Wiederaufheizung des Abgases dar. Die beiden Gase durchströmen die profilierten, vollverschweißten Platten mit hoher spezifischer Leistung im Gegenstrom. Durch diese Ausführung wird eine leckagefreie Durchströmung sichergestellt. Zum Ausgleich der unvermeidbaren Temperaturverluste über die Anlage werden zusätzlich zwei Gasbrenner installiert, die je nach SOx-Eintrittskonzentration geregelt werden können. Dadurch wird die Gefahr der Korrosion am Eintritt des Plattenwärmetauschers minimiert.

Kompakte Bauweise spart Ressourcen: Die Reaktorgröße bzw. der Reaktorquerschnitt wird nicht nur von den eingesetzten Katalysatoren beeinflusst, sondern auch von der Art der Ammoniakwassereindüsung. Um eine kompakte Bauweise zu erzielen, ist es nicht zielführend, auf die altbewährte Direkteindüsung mittels Zweistoffdüsen zu setzen. Auch das klassische Injection-Grid vor der ersten Katalysatorlage benötigt eine entsprechende Bauhöhe für die prozessrelevante Ammoniakverteilung über die Fläche. Zur Erzielung einer kompakten Bauweise setzte Scheuch auf eine alternative Lösung. Das Reagenz wird im auf strömenden Kanal seitlich am Reaktor eingedüst. Um diese Variante umzusetzen wird Abgas aus dem Prozess abgezogen, zwischenerhitzt und der Verdampferstrecke, in der die Ammoniakwasserlanzen sitzen, zugeführt. Das so vorverdampfte Ammoniakwasser ermöglicht eine kompakte Anlagenkonfiguration mit niedriger, ressourcenschonender Bauhöhe.

Sicherstellung einer gleichmäßigen Gasverteilung: Bei nahezu allen verfahrenstechnischen Abgasreinigungsprozessen kommt der gleichmäßigen Gasverteilung vor bzw. in einem Reaktor eine Schlüsselrolle zu. Oft besteht die Kunst darin, den Abgasstrom von kompakten Rohrdurchmessern oder Kanälen mit Geschwindigkeiten von ~ 20 m/sec innerhalb kurzer Baulängen auf große rechteckförmige Querschnitte aufzufächern. Mittels hausinterner Strömungsanalyse wurden Modelle und Einbauten entwickelt, die im Modellmaßstab nachgebaut und getestet wurden, um aussagekräftige Daten für die Großanlage zu generieren. Die gleichmäßige Temperaturverteilung am Reaktoreintritt, der geringe Differenzdruck sowie der Stöchiometriefaktor von <1 beweisen, dass die gewählten Modelle einem korrekten Upscaling unterzogen wurden und die Großanlage dadurch effizienter betrieben werden kann. In Bezug auf den Stöchiometriefaktor <1 kommt dem Prozess das rohmaterialbedinge Ammoniak zugute, das während der Erwärmung des Rohmaterials im Wärmetauscherturm freigesetzt und schließlich am Katalysator umgesetzt wird. Dadurch werden die rohmaterialbedingten NH3-Emissionen auf ein Minimum reduziert.

Die Inbetriebnahme der Anlage erfolgte im Oktober bis Dezember 2022.

Technische Spezifikationen

• Task: exhaust gas cleaning
• SCHEUCH technology: scr tail-end tower
• Target: reduction of NOx, NH3 and TOC (up to 65 %)
• Gas flow inlet: 340.000 -380.000 Nm³/h
• Technical Features: NH3 supply, external evaporation, perfect designed gas distribution at catalyst, installation tailor made for customer production conditions

Auf dem Prüfstand
Im Jänner 2023 wurde die Anlage auf den Prüfstand gestellt. Zur Überprüfung der Einhaltung der Emissionsgrenzen erfolgte ein Leistungstest, bei dem der Stromverbrauch, Gasverbrauch die NOx-Abscheidung, der NH3 Verbrauch sowie die Schallgrenzen kontrolliert wurden. Durch die Messungen im Rahmen des Leistungstestes konnte die Erfüllung aller garantierten Grenzwerte bestätigt werden. Im Februar 2023, direkt nach der Winter-Revision, fand der Abschluss des Leistungstests statt, was zur Erteilung der Anlagenabnahme führte.

“Let me congratulate all the Scheuch team for the important achievement!

After an excellent job made together, we can say that the Low Dust SCR in Pederobba works fine and is state-of-the-art in the cement industry, worldwide. It was a pleasure working with the Scheuch team.”
Gennaro Verbaro – Direttore Tecnico – Industria Cementi Giovanni Rossi S.p.A.

SCR-Technologie
Zur Reduktion von Schadgasen wie NOx, NH3 sowie organischen Verbindungen entwickelte Scheuch die SCR-Technologien, um die jeweiligen Kundenforderungen bestmöglich abzudecken, entscheidend weiter. In Abhängigkeit der Anlagenkonfiguration stehen unterschiedliche technisch ausgereifte Anlagentypen zur Verfügung. Neben den High-Dust-Anwendungen wie High-Dust-, Semi-Dust-SCR oder katalytische Filterkerzen (CCF) stehen auch Low-Dust-SCR Systeme wie regenox, deconox, LT-Kat oder wie oben beschrieben der scr tail-end tower zur Auswahl. Diese Anwendungen stellen eine zuverlässige Reduktion von NOx sicher. Mithilfe der SCR-Technologie ist es möglich, besonders niedrige NOx /NH3 Emissionswerte mit einem wirtschaftlichen Stöchiometrieverhältnis von eins bzw. kleiner eins zu erzielen.

„Im Sinne des Umweltschutzes, ist es essentiell auch in der Zementindustrie nachhaltige Wege einzuschlagen. Die Vereinbarkeit von Umweltinteressen und Industrie, bringt für die Zementindustrie gegenwärtig komplexe Herausforderungen mit sich. Mit seinem umfangreichen Produktspektrum im Bereich der industriellen Entstaubung sowie einem exzellentem Prozess Know-How ist Scheuch der erste Ansprechpartner für die Realisierung komplexer Anlagen zur Staub- und Abgasreinigung in der Zementindustrie. Als internationaler Technologieführer im Segment der Umwelttechnik, leistet Scheuch einen wichtigen Beitrag zur Reinhaltung der Luft für unsere nächsten Generationen.“
Alois Hermandinger – Director Sales