Katalytische Nachverbrennung

Katalytische Nachverbrennung (KNV)

Bei der katalytischen Nachverbrennung (KNV) handelt es sich um eine Methode der Abluftreinigung auf Basis der thermischen Oxidation. Anders als die thermische oder regenerative Nachverbrennung setzt die KNV einen Katalysator ein, der eine umfassende Schadstoffabscheidung schon bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen zwischen 250 °C – 450 °C ermöglicht. Diese Form der Nachverbrennung wird bevorzugt zur Abluftreinigung in der Lebensmittelverarbeitung, besonders in Räuchereien, an Frittier- und Bratanlagen sowie an Röstanlagen eingesetzt.

Der Katalysator bildet auch das Herzstück einer KNV-Anlage. Für die Abluftreinigung wird der Abluftstrom zunächst in einen Wärmetauscher geleitet. Hier wird die Produktionsabluft erhitzt. Dies geschieht mittels Wärmeübertragung aus der bereits gereinigten Abluft. Nach dem Wärmetauscher durchströmt die Abluft den Katalysator, hier werden die enthaltenen Schadstoffe oxidiert. Der Katalysator setzt dabei die Reaktionstemperatur der abzuscheidenden Schadstoffe herunter. Dafür wird der Katalysator auf einen Materialträger, die sogenannte Gitterbox, aufgetragen. Die Oxidation der Schadstoffe erfolgt sowohl innerhalb als auch auf der Außenwand dieser Gitterbox. Dafür muss die zu reinigende Abluft eine bestimmte Mindesttemperatur aufweisen, um die katalytische Reinigung zu starten. Mittels des Wärmetauschers wird der gereinigten Abluft thermische Energie entzogen und auf die verunreinigte Abluft übertragen.

Abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall können unterschiedliche Katalysatoren eingesetzt werden. Zu den häufig eingesetzten Katalysatoren gehören Platin, Palladium und Titandioxid. Für die richtige Wahl des Katalysators, muss die genaue Zusammensetzung der Abluft im Vorfeld intensiv geprüft werden. Dies kann sich jedoch bei größeren Abluftmengen oder großen Schwankungen als problematisch erweisen, da der Katalysator sehr empfindlich auf sogenannte „Katalysatorgifte“ reagiert. Als Katalysatorgifte werden Stoffe und Stoffverbindungen sowie Ablagerungen bezeichnet, die den Katalysator dauerhaft beschädigen können. Der Katalysator ist einem hohen Materialabtrag ausgesetzt, so dass er je nach Anwendungsfall, in längeren oder kürzeren Zeitabständen ausgetauscht werden muss.

Auch wenn die katalytische Nachverbrennung bei weitaus geringeren Temperaturen betrieben wird, als die thermische Nachverbrennung, ist der Energieeinsatz doch enorm. Um die Energieeffizienz der Abluftreinigung zu steigern kann ein KNV-System mit einem KMA Abluftreinigungssystem kombiniert werden. Das Herzstück ist dabei der KMA Elektrofilter. Dessen Energieverbrauch entspricht dem einer 100 W Glühbirne – bei einer durchschnittlichen Abluftmenge von 5000 m3/h. Wird das KMA Abluftfiltersystem darüber hinaus mit einem Wärmerückgewinnungssystem aus Wärmetauscher und Wärmepumpe kombiniert, wird aus der Abluftreinigung zusätzlich Energie zurückgewonnen, die vorher ungenutzt blieb. Diese zurückgewonnene Energie kann anschließend für Folgeprozesse genutzt werden und reduziert so abermals den Energieverbrauch der Produktion.