与热去除NOx方法联合在一起用二氧化氯氧化NOx的方法技术

一种减少废气流中ＮＯｘ浓度的方法，包括使该废气流与选自氨和脲的还原剂接触，然后用二氧化氯将存在于该废气流中低价的ＮＯｘ氧化为高价氧化物。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及减少废气流中NOx浓度的方法。更特别的，本专利技术涉及通过使该废气流与选自氨和脲的还原剂接触减少废气流中NOx浓度的方法。然后二氧化氯与该废气流以这样的方式混合以使二氧化氯将存在于该废气流中至少一部分低价的NOx氧化为高价氧化物。
技术介绍
越来越严格的政府规范的排放标准迫使炼油商探索改进技术以减少燃烧和生产流出气流中排放物的氮氧化物的浓度(NOx)。已经开发了各种各样的技术用于减少燃烧和生产流出物的氧化氮排放物，例如，Senjo，et al的美国专利3,957,949及Vicard et al的美国专利6,294,139，两个都引入本专利技术作为参考。进一步地，通过喷氨处理减少燃烧流出气流中NOx浓度在本领域是已知的，使用该技术的一个专利是里昂的美国专利3,900,554，其在此引入作为参考。在里昂专利之后，关于为了减少NOX浓度将氨喷入燃烧流出气流进行处理的专利和出版物快速增长。这样的专利包括Dean et al的美国专利4,507,269、Tenner et al的4,115,515，也引入本专利技术作为参考。其它的专利公开了基于通过利用动力学模型的氨注射以确定氨注射的量。这样的专利包括全部为Dean et al的美国专利4,636,370、4,624,840和4,682,468，所有的专利也引入本专利技术作为参考。也有许多专利和出版物是关于将脲注射入燃烧流出气流中以减少NOx的浓度。一个涉及该技术的这样的专利是Arand et al的美国专利4,208,386，其在此引入作为参考。由Kim和Lee(1996)进行的研究，引入本专利技术作为参考，发表在日本的化学工程师杂志上，“Kinetics of NOx Reduction by Urea Solution in APilotScale Pilot Scale Reactor”，Journal of Chemical Engineering of Japan，Vol.29，No.4，1996.pp.620-626，显示出脲分解为氨和三聚氰酸(HNCO)，而且这两个作为两个相互关连链的自由基反应的NO的还原剂。然而，来自燃烧设备和生产物流的流出物，比如来自流化催化裂化过程装置的再生器废气仍然是炼油厂NOx的产生源。在大多数的炼油厂，流化催化裂化过程单元包含湿法气体洗涤器以除去磨损的催化剂粉末，这进一步有利于炼油商减少NOx排放量到一定程度，因为湿法气体洗涤器也洗涤流化催化裂化过程装置废气流中的NO。然而，通过利用这些涤气器不能完全有效的减少NOx排放量，因为在现有的涤气和/或饱和气体系统，比如在燃烧设备像流化催化裂化装置中的湿法气体洗涤器中，通常废气包含NO和NO2。NO可通过洗涤除去，但是NO不能。NO不能通过洗涤除去的事实是一个问题，因为包含于这些湿气流中的大多数NOx是NO。例如，在送到湿法气体洗涤器的流化催化裂化装置废气的NOx通常约90％为NO。因此，许多炼油商进行试验并实施将NOx氧化为高价氧化物的技术，这些技术得到了形形色色的结果。今天使用的大多数技术涉及需要长反应时间的化学制品，及其他在处理装置内产生问题。这样的问题包括例如构造材料的腐蚀、处理废水单元的问题及去除SOx的问题。例如，本领域已知将亚氯酸钠加入该湿法气体洗涤器溶液以将Nox氧化为高价氧化物，比如NO2和N2O5，这些是可溶的，可以从该工艺系统通常作为硝酸钾和亚硝酸盐分别地被除去。这些高价氧化物的溶解性由J.B.Joshi、V.V.Mahajani和V.A.Juvekar描述在“InvitedReviewAbsorption of NOx Gases”，Chemical EngineeringCommunication，Vol.33 pp 1-92；其在此引入作为参考。然而，将NaClO2加入到涤气器溶液存在问题。例如，亚氯酸钠是一种昂贵化学品，被副反应比如将SOx氧化为高价氧化物(例如SO2氧化为SO3)所消耗。因为亚氯酸钠不选择氧化NOx为高价氧化物，因此常规方法在涤气器溶液中使用高亚氯酸钠浓度以实现希望的NOx还原。这些高含量的亚氯酸钠导致高氯化物含量，这尤其引起涤气器构造材料的腐蚀。因此，本领域需要经济的从废气流中除去NOx。
技术实现思路
公开的本专利技术提供除去包含于含SOx废气流中NOx的方法，所述的物流包含两种低价的和高价的氧化氮，所述的方法包括a)形成有效量的选自氨和脲的还原剂与容易地氧化的气体的混合物，其可减少预先确定量的所述的废气流的NOx浓度；b)在含SOx废气流温度低于1600°F点处将所述的混合物注入所述的废气流中；c)除去存在于所述的废气流中至少一部分SOx；d)将有效量的二氧化氯与所述的废气流，在以上步骤c)下游的某一点处混合，因此将存在于所述的废气流中的至少一部分低价氧化物NOX氧化为高价氧化物；e)利用选自如下的手段除去至少一部分所述的高价氧化物碱性溶液吸收、还原性溶液吸收、用水洗涤、氨注射和催化转化。在本专利技术一个实施方式中，湿法气体洗涤器分离器鼓的喷雾嘴用于混合二氧化氯和含SOx废气流。在本专利技术的另一个实施方式中，在FCCU的余热回收装置的上游一点，将有效量的还原剂和容易氧化的气体注射入现有再生器架空管线。在本专利技术的另一个实施方式中，在FCCU的余热回收装置的上游多个位置处，将有效量的还原剂和容易氧化的气体同时注射入现有再生器架空管线。在本专利技术的又一个实施方式中，该容易可氧化的气体是氢，该还原剂是氨。本专利技术的详细说明如本专利技术使用，术语NOx、氧化氮(nitrogen oxides)或者氧化氮(nitrogen oxide)指可能存在于废气中的各种各样的氮氧化物。因此，该术语指所有的各种各样的氮氧化物包括然而并非限于一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、过氧化氮(N2O4)、五氧化氮(N2O5)和其混合物。然而，该术语也泛泛地指氮氧化物(NO)，因为NO通常包括大于约90％的氧化氮存在于燃烧废气中，在此要求的专利技术基于上述的事实。因此，本专利技术权利要求的方法特别涉及NO的减少和控制。此外，术语烟道气、湿气、燃烧废气和废气流在本专利技术可互换地使用，指相同的涤气和/或饱和气体流。此外，术语湿法气体洗涤器、洗涤装置和涤气器在本专利技术可互换地使用。此外注意到如本专利技术所使用“高价氧化物”是指任何的NOx，其中“x”是两个或者更多。此外，如本专利技术所使用，有效量的二氧化氯是可氧化存在于废气流中至少一部分约10体积％的NOx的量，例如，约10体积％～约80体积％，优选约40体积％～约90体积％的NOx，更优选约50体积％～约99体积％，最优选基本上存在于该废气流中所有的NOx被氧化为高价氧化物。此外注意到如本专利技术所使用，当描述还原剂和容易氧化的气体混合时，混合是指给予该术语最宽广的含义。因此，混合是指以希望的摩尔比，使还原剂和含有废气流中NOX的容易氧化气体的局部接触达到最大值的目标。可以使用任何适当的混合技术以实现该目的。这些技术包括但是不局限于使用含有还原剂和/或容易氧化气体的载气以促进更均一的混合；将还原剂、容易氧化气体和载气的预先混合流注入该废气流；或者将还原剂和载气流与容易氧化气体和载气流分别地注入该废气流。适当的预注射混合技术、方法或者手段的非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于除去包含于含ＳＯｘ废气流中ＮＯｘ的方法，所述的物流包含低价的以及高价的氧化氮，所述的方法包括：ａ）形成有效量的选自氨以及脲的还原剂与容易氧化气体的混合物，使所述的废气流ＮＯｘ浓度减少预先确定的量；ｂ）在所述的含ＳＯｘ 废气流温度低于约１６００°Ｆ的一点，将所述的混合物注入所述的废气流中；ｃ）除去存在于所述的废气流中至少一部分ＳＯｘ；ｄ）将有效量的二氧化氯与所述的废气流，在以上步骤ｃ）下游的某一点处混合，因此将存在于所述废气流中的至少一部分 低价氧化物ＮＯｘ氧化为高价氧化物；和ｅ）利用选自如下的手段除去至少一部分所述的高价氧化物：碱溶液吸收、还原性溶液吸收、用水洗涤、氨注射和催化转化。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：特里萨J陶卡奇，罗伯特G巴尔默，博伊德E胡斯特，威廉J麦克劳克林，戴维G奈特，约翰D库尼科，亨利肖，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]