使用二氧化氯减少废气流中NOx的方法技术

一种用于降低废气流中ＮＯ↓［ｘ］浓度的方法。更具体来说，本发明专利技术涉及在将废气流中存在的至少一部分可氧化ＮＯ↓［ｘ］类物质氧化成更高价态的氮的氧化物的条件下，将含有ＮＯ↓［ｘ］的废气流与有效量的二氧化氯接触。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于降低废气流中NOx浓度的方法。更具体地说，本专利技术涉及在将废气流中存在的至少一部分可氧化的NOx类物质氧化成更高价态的氮的氧化物的条件下，使含有NOx的废气流与有效量的二氧化氯接触。
技术介绍
日益严格的政府规范性排放标准促使精炼厂商开发改良的技术，以降低燃烧排放物和生产流出物或废气流中的氮的氧化物(“NOx”)的浓度。例如，授权给Senjo等人的第3,957,949号美国专利(这里将其引入以作参考)中提出的技术，阐述了一种通过使用从注入循环流中的亚氯酸钠之类的化合物中释放出来的氧化剂除去废气流中的低可溶性污染物(例如汞和NO)的方法。此外，授权给Vicard等人的美国专利6,294,139号(这里也将其引入以作参考)也公开了一种通过用二氧化氯或臭氧将氮的氧化物氧化、然后使被氧化的气体在水溶液中与亚氯酸钠接触从而除去废气流中的氮的氧化物的方法。另外，通过注入氨来降低燃烧排放物流中的NOx浓度是本
中已知的方法，参见授权给Lyon的第3,900,554号美国专利，这里也将其引入以作参考。在Lyon的专利后，涉及将氨注入燃烧流以降低NOx浓度的专利和出版物猛增。此类专利包括第4,507,269号和第4,115,515号美国专利，这里都将它们引入以作参考。虽然如此，从燃烧装置和生产液流中释放的排放物，例如流化催化裂解(“FCC”)装置的再生器废气，仍然是来自精炼厂的NOx排放源。许多流化催化裂解处理装置为了除去被磨损的催化剂微粒，合并了湿气洗涤器。湿气洗涤器对于减少NO2排放起到了辅助作用。尽管涤气能够有效减少NO2排放，却不能有效减少NO排放。由于在FCC装置的废气流中所含的大部分NOx(通常为90％)为NO，因此需要一种用于减少FCC装置废气(或称为“尾气”)中的NO排放的方法，以便进一步减少总的NOx排放。一种减少NO排放的方法涉及将较低价态的氧化物NOx类物质氧化成较高价态的氮的氧化物。但是，传统方法或者牵涉到需要延长反应时间的化学品，或者所用的化学品会在操作装置中产生问题。这些问题包括，例如，构造材料的腐蚀、来自装置的废水的处理问题，以及涉及除去通常同时存在的SOx类物质的问题。例如，在本
中已知向湿气洗涤器液中加入亚氯酸钠(NaClO2)，以便将NOx类物质氧化成更高价态的氧化物，例如氧化成NO2和N2O5。NO2和N2O5是水可溶的并且通常可以分别以硝酸盐和亚硝酸盐的形式从处理系统中除去。但是，向湿气洗涤器液中加入亚氯酸钠的方法具有一些缺点。例如，亚氯酸钠是一种昂贵的化学药品，并会被副反应消耗，例如将SOx类物质氧化成较高价态的硫氧化物(例如SO2到SO3)的副反应。因此，由于亚氯酸钠不能选择性地将较低价态的氧化物NOx氧化为较高价态的氮的氧化物，所以传统方法需要在湿气洗涤器液中采用相对较高的亚氯酸钠浓度以如愿减少可氧化NOx类物质。高浓度的亚氯酸钠会产生高浓度的氯化物，这主要会导致湿气洗涤器构造材料的腐蚀。因此，在本
中，仍然需要一种经济有效的方法以降低废气流中NOx物质的量。专利技术概述按照本专利技术，提供了一种用于降低既含有NOx又含有SOx化合物的废气流中NOx浓度的方法，该方法包括a)从所述废气流中除去至少一部分SOx类物质，由此制得SOx被贫化的废气流；b)在可将至少一部分可氧化NOx类物质氧化成更高价态的氮的氧化物的有效氧化条件下，将所述SOx被贫化的废气流与有效量的二氧化氯接触；并 c)通过选自由碱性溶液吸收、还原性溶液吸收、水洗、氨注入和催化转化组成的组的方法，从处理过的废气流中除去至少部分所述的更高价态的氮的氧化物。在一个优选实施方案中，使用湿气洗涤器分离转鼓必需的喷嘴使二氧化氯与废气流接触。在另一个优选实施方案中，在上述步骤a)之前除去至少一部分最初存在于废气流中的NOx类物质。专利技术详述本文所用的术语“NOx”、“NOx”类物质以及“氮的氧化物”指的是可能存在于燃烧废气中的各种氮的氧化物。因此，这些术语指的是氮的所有不同的氧化物，包括但不限于一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、过氧化氮(N2O4)、五氧化二氮(N2O5)及其混合物。此外，术语“较低价态的氮的氧化物”指的是仍然可以被氧化成更高价态氧化物的氮的氧化物。由于在典型的FCC单元的废气中最高可达90重量％的氮的氧化物为NO，因此一氧化氮(NO)是最优选的待氧化的氮的氧化物。因此，在一个具体实施方案中，本方法涉及的是NO的减少和控制。术语“废气”、“湿气”、“燃烧排放流”、“燃烧废气排放流”、“废气”、“尾气”和“废气流”在本文中有时可以互换使用。同样地，术语“湿气洗涤器”、“洗涤装置”和“洗涤器”在本文中有时也可以互换使用。本专利技术提供了一种从废气流中有效除去NOx类物质的方法。因为例如NO2和N2O5之类的更高价态的氮的氧化物比较低价态的氮的氧化物更易溶于水，而且更容易以硝酸盐或亚硝酸盐的形式从体系中除去，因此，将NOx类物质氧化成更高价态的氧化物是从排放气流中除去NOx类物质的有效方法。由此，本方法包括，在能够有效地将废气流中所含的至少一部分较低价态的氮的氧化物，尤其是NO，氧化成更高价态的氮的氧化物(例如，NO2及更高价态)的条件下，将有效量的二氧化氯加入废气流中。然后可以通过碱性溶液吸收、还原性溶液吸收、洗涤、氨注入、催化转化和用水吸收等方法除去这些更高价态的氧化物。这里所用的二氧化氯的有效量，是指可将废气流中存在的至少一部分可被氧化的NOx类物质氧化的量。我们用至少“一部分”表示将至少20体积％到80体积％的，优选40体积％到90体积％的，更优选50体积％到99体积％的，最优选基本上所有存在于废气流中的较低价态的氧化物NOx类物质氧化成更高价态的氮的氧化物。在第6,294,139号美国专利中描述了将亚氯酸钠加入到洗涤器溶液中的方法。但是，通常，将较低价态的氮的氧化物氧化成更高价态的氮的氧化物(例如，将NO氧化为NO2和/或N2O5)的试剂实际上是二氧化氯而不是亚氯酸钠。因此，通常将亚氯酸钠与能够歧化钠离子和二氧化氯的酸性组分一起注入废气流中。在从亚氯酸钠分子中歧化后，二氧化氯同样可以将SOx类物质氧化为更高价态的氧化硫。此类非优先氧化反应会导致需向废气流中注入相对大量的亚氯酸钠才能将存在于废气流中的NOx类物质降至一个令人满意的量。这些较大量的亚氯酸钠会产生不利的影响，导致处理装置硬件的腐蚀，引发与废水处理有关的问题，并会提高试剂的总成本。但是在用于本方法中时，是在除去至少一部分存在于废气流中的SOx类物质后的某一点将二氧化氯与废气流混合。所用的SOx去除方法并非本专利技术的要点，并可以使用任何有效的方法。在一个具体实施方案中，优选采用SOx去除法在将亚氯酸钠与废气流混合之前将废气流中SOx类物质的量降低到100ppm以下，优选降至50ppm以下，更优选降至10ppm以下。最优选的是在将亚氯酸钠与废气流混合之前，除去几乎所有存在于废气流中的SOx。适于在此使用的SOx除去法的非限制性例子包括，诸如水洗、碱洗、氧化镁洗涤和铵洗涤之类的湿式脱硫法，以及例如使用氧化锰或活性炭的干式脱硫法。在一个具体实施方案中，通过湿式脱硫法、优选通过使用湿气洗涤器除去SOx类物质。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于降低既含有ＮＯ↓［ｘ］又含有ＳＯ↓［ｘ］类物质的废气流中ＮＯ↓［ｘ］浓度的方法，该方法包括：　　　　ａ）从所述废气流中除去至少一部分ＳＯ↓［ｘ］类物质，由此制得ＳＯ↓［ｘ］被贫化的废气流；　　　　ｂ）在可将至少一部分可氧化ＮＯ↓［ｘ］类物质氧化成更高价态的氮的氧化物的有效氧化条件下，使所述的ＳＯ↓［ｘ］被贫化的废气流与有效量的二氧化氯接触；并　　　　ｃ）通过选自由碱性溶液吸收、还原性溶液吸收、水洗、氨注入和催化转化组成的组的方法，从处理过的废气流中除去至少部分所述的更高价态的氮的氧化物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TJ陶卡奇，RG巴尔默，JD库尼克，H肖，杨祯禄，顾频，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]