T 1920/14 (Vorrichtung zur Minderung von NOx und N2O/ThyssenKrupp) 15-03-2018
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Vorrichtung zur Verringerung des Gehaltes an NOx und N2O in Gasen
Erfinderische Tätigkeit - Hauptantrag (nein)
Erfinderische Tätigkeit - Hilfsantrag (ja)
I. Die Beschwerden der Pateninhaberin (Beschwerdeführerin 1) und der Einsprechenden (Beschwerdeführerin 2) betreffen die Zwischenentscheidung der Einspruchsabteilung, dass das geänderte europäische Patent EP-B-2 286 897 in Form des damaligen ersten Hilfsantrags den Bedingungen des EPÜ genüge.
Anspruch 1 des erteilten Patents lautet wie folgt:
"1. Vorrichtung zur Minderung des Gehalts von NOx und N2O in Gasen, insbesondere in Prozessgasen und Abgasen, umfassend:
A) zwei hintereinander geschaltete Katalysatorbetten enthaltend einen oder mehrere mit Eisen beladene Zeolithe, welche von dem NOx und N2O enthaltenden Gas durchströmt werden,
B) eine zwischen den Katalysatorbetten angeordnete Vorrichtung zur Einbringung eines gasförmigen Reduktionsmittels in den Strom des NOx und N2O enthaltenden Gases, umfassend einen Mischer, durch den das Gas nach Durchströmung des ersten Katalysatorbettes geleitet wird, und umfassend eine Zuleitung für Reduktionsmittel, die in den Raum hinter dem ersten Katalysatorbett und vor oder in den Mischer mündet, wobei das zu reinigende Gas nach Verlassen des Mischers durch das zweite Katalysatorbett geleitet wird und wobei
C) mindestens eines der Katalysatorbetten in der Form eines Hohlzylinders ausgestaltet ist, der von dem NOx und N2O enthaltenden Gas radial durchströmt wird."
Im Anspruch 1 der für gewährbar erachteten Fassung wurden die unterstrichenen Merkmale im Anspruch 1 eingefügt.
"1. [...]welche von dem NOx und N2O enthaltenden Gas durchströmt werden und die beide in einem Behälter angeordnet sind,
B) eine zwischen den Katalysatorbetten angeordnete Vorrichtung zur Einbringung eines gasförmigen Reduktionsmittels in den Strom des NOx und N2O enthaltenden Gases, umfassend einen Mischer, welcher ein statischer Mischer mit entsprechenden Einbauten ist oder ein dynamischer Mischer, durch den [...]"
II. Folgende in der angefochtenen Entscheidung zitierten Dokumente sind für die vorliegende Entscheidung von Relevanz:
F1: WO 01/51181 A1
F2: P. Gry und M.Prat, congrès technique 1990 de l'IFA,
Venise, 2-4 octobre
F16:Zlokarnik, M., Rührtechnik; Theorie und Praxis;
Springer Verlag, 1999, Seiten 286 und 287.
III. Die mündliche Verhandlung vor der Kammer fand am 15. März 2018 statt.
IV. Die wesentliche Argumentation der Beschwerdeführerin 1 (Patentinhaberin) kann wie folgt zusammengefasst werden:
Der Gegenstand des Anspruchs 1 des erteilten Patents sei neu gegenüber F1, da daraus nicht unmittelbar und eindeutig hervorgehe, dass eines der Katalysatorbetten in der Form eines radial durchströmten Hohlzylinders ausgestaltet sein müsse. Auch sei ein Radialkorbreaktor nicht zwingend radial durchströmt. Zudem sei in F1 kein Mischer offenbart und auch nicht im Grundfließschema aus Abbildung 2 eingetragen.
Der Gegenstand des Anspruchs 1 beruhe auf einer erfinderischen Tätigkeit. Ausgehend von F1 liege die Aufgabe in der Bereitstellung einer verbesserten Vorrichtung zur Minderung des Gehalts von NOx und N2O in Prozessgasen und Abgasen, die es erlaubt, einen Teil des N2O erst im zweiten Katalysatorbett abzubauen. Die Aufgabe sei gelöst, da die Anwesenheit eines radial durchströmten Hohlzylinders zu einem verminderten Druckverlust führe, eine Verringerung des Behältnisdurchmessers erlaube, Schlupf vermeide und zu einer geringeren mechanischen Belastung des Katalysators führe. Die Kombination mit dem Mischer erlaube eine bessere Durchmischung von NH3, NOx und N2O und vermeide somit lokale Überkonzentrationen an NH3 und die ungewünschte Reduktion von N2O mit NH3. F1 lehre nicht, einen Mischer anzubringen.
F2 sei nicht relevant, da es nicht die Verminderung der von N2O-Konzentration betreffe. Die Lösung sei deshalb nicht nahegelegt.
F16 betreffe nur generelle Aussagen zum statischen Mischer und beziehe sich nicht auf die in F1 offenbarte Reaktion.
V. Die Beschwerdeführerin 2 (Einsprechende) argumentierte im Wesentlichen wie folgt:
Der Gegenstand des Anspruchs 1 des erteilten Patents sei nicht neu gegenüber F1. Es sei eindeutig, dass F1 die Möglichkeit der Gestaltung der Katalysatorbetten in Form eines Radialkorbreaktors vorsehe. In Abbildung 2 befänden sich die Reaktionszonen nicht in einem gemeinsamen Raum. Um beide Reaktionszonen zu verbinden, sei zwingend eine Gasleitung vorzusehen. Eine solche liege in einfachster Weise als Rohr vor, welches als Mischer anzusehen sei.
Selbst wenn die Neuheit anerkannt würde, so läge keine erfinderische Tätigkeit vor, da es für den Fachmann offensichtlich sei, eine Verbindungsleitung, die zum Durchströmen eines Gases diene, in der einfachsten Form als Rohr auszubilden.
Auch der Gegenstand des Hilfsantrags sei nicht erfinderisch, da das Ziel der guten Durchmischung mit NH3 auch in F1 vorhanden sei. Es sei immer das Ziel, den Ausstoß an NH3, NOx und N2O zu minimieren. Wo N2O abgebaut werden solle, gehe nicht aus dem Anspruch hervor und spiele für die Beurteilung der erfinderischen Tätigkeit des Vorrichtungsanspruchs keine Rolle.
F2 lehre die Verwendung eines Mischers vor dem DeNOx-Verfahren.
Aus F16 erkenne der Fachmann die Vorteile von statischen und dynamischen Mischern für die Vermischung von Gasströmen. Die Verwendung von solchen Mischern sei also naheliegend.
VI. Die Beschwerdeführerin 1 beantragt die angefochtene Entscheidung aufzuheben und das Patent wie erteilt aufrechtzuerhalten (Hauptantrag), hilfsweise die Zurückweisung der Beschwerde der Beschwerdeführerin 2.
Die Beschwerdeführerin 2 beantragt die angefochtene Entscheidung aufzuheben und das Patent zu widerrufen.
Hauptantrag - erteilte Ansprüche
1. Artikel 100(a) EPÜ - Neuheit
1.1 Der Streitpunkt ist, ob F1 unmittelbar und eindeutig einen Mischer offenbart, in den das gasförmige Reduktionsmittel eingeleitet wird und ob mindestens eines der Katalysatorbetten in der Form eines Hohlzylinders ausgestattet ist, der vom Abgas radial durchströmt wird.
1.2 F1 offenbart, dass die Reaktionszone I und Reaktionszone II sowohl räumlich miteinander verbunden (Abbildung 1), als auch räumlich voneinander getrennt sein können (Abbildung 2) (Seite 7, Zeilen 7 bis 10). Zudem ist angegeben, dass die Ausführung des Katalysatorbettes frei gestaltbar ist und beispielsweise in Form eines Röhrenreaktors oder Radialkorbreaktors erfolgen kann (Seite 6, Zeilen 1 und 2). Das Ausführungsbeispiel betrifft eine Vorrichtung mit zwei hintereinander geschalteten Rohrreaktoren (Seite 9, Zeilen 25 und 26).
1.3 Der Gegenstand des Anspruchs 1 geht nicht unmittelbar und eindeutig aus F1 hervor, da die Kombination eines Radialkorbreaktors mit räumlich voneinander getrennten Reaktionszonen nicht in F1 offenbart ist. Ein Ausführungsbeispiel stellt eine jeweils in sich abgeschlossene, spezielle Ausführungsform dar (T 210/05, Gründe 2.3) und kann nicht mit anderen Angaben aus der Beschreibung kombiniert werden.
1.4 Somit wird die Neuheit des Gegenstands von Anspruch 1 und der davon abhängigen Ansprüche anerkannt.
2. Artikel 100(a) - Erfinderische Tätigkeit
2.1 Erfindung
Die Erfindung betrifft "eine Vorrichtung zum Betrieb von Verfahren zur Minderung des Gehalts von Stickoxiden in Gasen" (Absatz [0001]).
2.2 Nächstliegender Stand der Technik
Im Einklang mit den Parteien wird F1 als nächstliegender Stand der Technik angesehen, da F1 auch die Minderung des Gehalts von NOx und N2O in Gasen betrifft.
2.3 Aufgabe
Die gegenüber F1 zu lösende Aufgabe besteht darin eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein wirtschaftlicheres Verfahren (geringere Betriebs- und Investitionskosten) zur Minderung des Gehalts von NOx und N2O in Gasen ermöglicht (Absätze [0015] und [0016]).
2.4 Lösung
Als Lösung wird eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Mischer, der hinter dem ersten Katalysatorbett angeordnet ist, und eine Zuleitung für das Reduktionsmittel umfasst und mindestens eines der Katalysatorbetten in der Form eines Hohlzylinders ausgestaltet ist, der vom Abgas radial durchströmt wird.
2.5 Erfolg der Lösung
Die Kammer ist nicht überzeugt, dass die Aufgabe über die gesamte Breite des Anspruchs gelöst wird.
Es mag sein, dass radial durchströmte Hohlzylinder für bestimmte Katalysatorschüttungen je nach Verfahrensbedingungen Vorteile gegenüber axial durchströmten Rohrreaktoren aufweisen. Dies ist jedoch von einer Vielzahl von Parametern, wie den Dimensionen des Reaktors, den Schüttungen, oder den Verfahrensbedingungen abhängig. Somit hängt die Frage, ob Investitions- und Betriebskosten reduziert werden können indirekt ebenso von diesen Faktoren ab. Im vorliegenden Fall gibt es keinen Beleg dafür, dass durch die Wahl eines (beliebigen) radial durchströmten Hohlzylinders derartige Verbesserungen erreicht werden können. Auch das einzige Ausführungsbeispiel trägt wenig zur Klärung dieser Frage bei, da keine Details über den Aufbau der Reaktoren angegeben sind, außer, dass zwei hintereinander geschaltete Rohrreaktoren zum Einsatz kamen (Absatz [0083]).
Der in Anspruch 1 genannte Mischer ist nicht wirklich definiert und sogar ein Rohr ist als Mischer im Sinne der Erfindung anzusehen (Absatz [0072]). Wann ein Rohr als Mischer oder "nur" als Leitung zu gelten hat, ist zumindest zum Teil ebenfalls von den Verfahrensbedingungen abhängig, die aber nicht durch die beanspruchte Vorrichtung definiert werden. Beispielsweise soll ein Rohr vorzugsweise turbulent durchströmt werden (Absatz [0072]), um als Mischer zu wirken. Deshalb gilt im Sinne der vorliegenden Erfindung eigentlich jedes Rohr als Mischer, da es prinzipiell - je nach den gewählten Betriebsbedingungen - erlaubt die zu mischenden Gase zusammenzuführen. Ein Unterschied zwischen dem beanspruchten Mischer und der in Abbildung 2 der F1 gezeigten (Rohr-)Verbindung zwischen der Reaktionszone I und der Reaktionszone II besteht nicht. Somit kann dieses Merkmal nicht als wesentlicher Unterschied zum nächstliegenden Stand der Technik gesehen werden.
Gegenüber F1 kann die zu lösende Aufgabe nur darin bestehen, eine zu F1 alternative Vorrichtung bereit zu stellen.
2.6 Naheliegen der Lösung
F1 lehrt, dass die Ausführung des Katalysatorbettes im Sinne der Erfindung frei gestaltbar sei und beispielsweise in Form eines Röhrenreaktors oder Radialkorbreaktors erfolgen könne (Seite 6, Zeilen 1 bis 2). Der Radialkorbreaktor wird also als mögliche Alternative zum Röhrenreaktor dargestellt, sodass ein radial durchströmter Hohlzylinder eine naheliegende Alternative ist. Die radiale Durchströmung ergibt sich für den Fachmann, der ein Verfahrensingenieur auf dem Gebiet der Abgasreinigung ist, daraus, dass er weiß, dass Radialkorbreaktoren, die in der Abgasreinigung eingesetzt werden, primär radial durchströmt werden. Zusätzlich ist, wie zuvor diskutiert, eine Rohrverbindung zwischen den Katalysatorbetten in Figur 2 angedeutet, bzw. nahegelegt.
2.7 Der Gegenstand des Anspruchs 1 beruht deshalb nicht auf einer erfinderischen Tätigkeit.
Der Hauptantrag ist nicht gewährbar.
Hilfsantrag - aufrecht erhaltene Ansprüche
3. Artikel 56 EPÜ
3.1 Die unter den Punkten 2.1 bis 2.3 vorgebrachte Argumentation gilt weiterhin. Jedoch wird beim Anspruch 1 des vorliegenden Hilfsantrags als Lösung der Aufgabe eine Vorrichtung vorgeschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei hintereinander geschalteten Katalysatorbetten in einem Behälter angeordnet sind, dass die Vorrichtung einen Mischer umfasst, welcher ein statischer Mischer mit entsprechenden Einbauten oder ein dynamischer Mischer ist, der hinter dem ersten Katalysatorbett angeordnet ist, und dass mindestens eines der Katalysatorbetten in der Form eines Hohlzylinders ausgestaltet ist, der vom Abgas radial durchströmt wird.
3.2 Erfolg der Lösung
Die Kammer ist überzeugt, dass die Aufgabe über den gesamten Bereich des Anspruchs gelöst wird, da in der beanspruchten Vorrichtung die Anwesenheit eines statischen Mischers oder eines dynamischen Mischers impliziert, dass beim Betrieb der Vorrichtung, im Gegensatz zum bloßen Vorhandensein eines Rohres, tatsächlich eine Durchmischung des zugefügten NH3 mit N2O und NOx stattfindet, sodass eine homogene Mischung entsteht und keine lokale Überkonzentration an NH3 vorliegt. Dies ermöglicht es, einen Teil des N2O im zweiten Katalysatorbett durch Zersetzung (ohne Reaktion mit NH3) abzubauen (Absatz [0027]), sodass das erste Katalysatorbett anders dimensioniert werden kann (Verringerung der Investitionskosten), während gleichzeitig Konkurrenzreaktionen zwischen dem NH3 und N2O minimiert werden, was wiederum keinen Zusatzverbrauch an NH3 bedingt und damit zur Verringerung der Gesamtbetriebskosten beiträgt.
3.3 Naheliegen
F1 liefert dem Fachmann keinen Hinweis, dass die Bereitstellung des Mischers in der Vorrichtung es ihm erlauben würde, die zwei hintereinander geschalteten Katalysatorbetten in einem Behälter so zu dimensionieren, dass dadurch Betriebs- bzw. Investitionskosten reduziert werden.
Aus F1 geht auch nicht hervor, dass der Grad der Mischung von NH3 mit dem aus der ersten Reaktionszone austretenden Gasstrom für die Lösung der gestellten Aufgabe von Bedeutung ist. Die Entgegenhaltung beschreibt im letzten Absatz auf Seite 5, dass in der ersten Reaktionszone N2O abgebaut wird, während in der zweiten Reaktionszone NOx reduziert wird. Gemäß dem die Seiten 8 und 9 überbrückenden Absatz wird dabei NH3 (nur) für die Reduktion von NOx verbraucht, jedoch nicht oder nur unwesentlich für den Abbau von N2O. Einen Hinweis auf einen Abbau von N2O in der zweiten Reaktionszone durch Zersetzung gibt es nicht. Somit geht aus diesen Stellen eindeutig hervor, dass eine mögliche Konkurrenzreaktion von NOx und N2O um NH3 kein Problem darstellt. Im Gegensatz dazu enthält in der vorliegenden Erfindung das zu behandelnde Gas nach dem ersten Katalysatorbett noch größere Mengen an N2O und Konkurrenzreaktionen im Hinblick auf NH3 spielen sehr wohl eine Rolle, wenn sich, durch mangelnde Durchmischung, die lokale Konzentration an NH3 übermäßig erhöht. Dies ist aus F1 nicht ersichtlich, dementsprechend war auch die Thematik der ausreichenden Mischung der Gase aus F1, und in der Folge die Kostenreduktion, nicht nahegelegt.
F1 beschreibt zwar, dass zwischen der ersten und zweiten Zone eine Vorrichtung zur Einbringung von NH3-Gas vorhanden ist (Seite 5, Zeilen 30 bis 32), aber als Beispiele werden ein Druckventil oder Düsen angegeben (Seite 7, Zeilen 29 und 30). Bei der in Abbildung 1 gezeigten Vorrichtung, in der sich beide Katalysatorbetten in einem Behälter befinden, wird nur durch einen Pfeil angegeben, dass NH3 zugeführt wird, sodass es hier keinen Hinweis dafür gibt, dass die Einbringung anders als über ein Druckventil oder eine Düse ablaufen soll. Zudem wird die Bedeutung der Mischung, wie vorher dargelegt, nicht thematisiert.
F2 zeigt in Annex 1 einen Mischer für die Mischung von NH3 mit dem NOx enthaltenden Gas, ohne dabei auf die Konkurrenzreaktionen, d.h. die Vorteile eines Mischers gegenüber dem in F1 offenbarten System für die Mischung einzugehen. Der Fachmann weiß, dass Mischer auch für die Mischung von NH3 und Abgas geeignet sind, bekommt jedoch keine Lehre vermittelt, dass ein solches System für die in F1 gezeigte Vorrichtung von Vorteil sein könnte.
Auch F16 bestätigt, dass statische Mischer und dynamische Mischer dem Fachmann wohlbekannt sind, jedoch gibt es auch hier keinen Hinweis, wieso ein solches System in einer Vorrichtung gemäß F1 von Vorteil sein soll.
Der vorliegende Stand der Technik liefert keinen Hinweis auf eine Verbesserung, wie zuvor beschrieben. Die Betrachtungen der Beschwerdeführerin 2 basieren auf einer ex post facto Analyse, die außer Acht lässt, dass es eines eindeutigen Hinweises, der hier im Stand der Technik fehlt, bedarf, um zur vorgeschlagenen Lösung zu gelangen. Die Lehre, dass die Anbringung eines statischen oder dynamischen Mischers zwischen zwei hintereinander geschalteten Katalysatorbetten, die in einem Behälter angeordnet sind, einen Einfluss auch die Betriebskosten hat, fehlt.
Deshalb wird die vorgeschlagene Lösung als nicht naheliegend angesehen.
Anspruch 1 sowie die abhängigen Ansprüche 2 bis 11 erfüllen demzufolge die Bedingungen des Artikel 56 EPÜ.
4. Somit wird die von der Einspruchsabteilung getroffene Entscheidung bestätigt.
Aus diesen Gründen wird entschieden:
Die Beschwerden werden zurückgewiesen.