本发明专利技术提供再生性的选择性催化还原（ＲＳＣＲ）系统和方法，采用该系统和方法，通过将气体与反应物混合然后将所述气体引入ＲＳＣＲ设备中进行处理来降低气体中的ＮＯｘ和ＣＯ含量，所述处理需要：加热所述气体，使所述气体经历一种或多种催化反应，然后引导所述气体通过导热区，所述气体向所述导热区提供热量以与所述ＲＳＣＲ方法的连续循环联合使用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从烟气中脱除物质的系统和方法，更具体地说，本专利技术涉及通过再生 性的选择性催化还原(RSCR)而进行烟气脱氮(即，从烟气中脱除氮氧化物)的系统和方法。
技术介绍
高温燃烧方法和其他类似技术在工业上发挥着至关重要的作用，但是这类方法经 常有不可取的副作用，即，产生并向大气中释放包含于排出烟气中的污染物。这些污染物中 众所周知的最不利的是氮氧化物(在下文中称其为“N0X”)，EPA将氮氧化物归类为污染物， 而且氮氧化物的排放与烟雾和所谓的酸雨有关。因此，在工业中，有一个共同目标就是将排 出的烟气中的诸如NOx之类的污染物量降低到可接受水平。多年来，减少NOx排放的一种常用技术是调节燃烧方法本身，例如，通过烟气再循 环。但是这些技术通常产生的结果很差(即，NOx脱除效率小于等于50%)，鉴于此，最近各 种烟气脱氮方法(即，用于在烟气释放入大气中之前从烟气中脱除氮的方法)更受关注。烟气脱氮方法分为利用吸收技术的所谓“湿式”方法和依赖于吸附技术、催化分解 和/或催化还原反应的“干式”方法。当前，一种广泛实施的脱氮方法是选择性催化还原法 (SCR)，该方法是一种“干式”脱氮方法，通过该方法引入反应物(例如，NH3)引起NOx发生 还原反应，使得NOx又转变为无害的反应产物(例如，氮气和水)。SCR方法中的还原工艺 由以下化学反应代表4N0+4NH3+02——>4N2+6H202N02+4NH3+02——>3N2+6H20由于在SCR中所涉及的技术，在决定进行SCR方法所用的设备的物理位置时具有 一定的灵活性。换句话说，SCR方法的化学反应不需要在整个燃烧系统的某个特定场所或 位置发生。两个最普通的摆放位置是在整个系统的中间(即在“热侧”上)，或在整个系统 的所谓“尾端”(即在“冷侧”上)。不幸的是，在关于热侧和冷测SCR安装的工业装配中都遇到了重大问题。例如，热侧SCR方法与燃木燃烧器结合使用时并不是最优的。这是因为存在于木头中的灰烬含有碱 金属，该碱金属会由于SCR方法中气体单向流动而对催化剂造成损害。冷侧SCR方法避免 了这个缺点，但是由于其依赖于间接换热器而受到热效率低的困扰。因此，需要这样一种选择性催化还原方法，该方法能够很容易地实施于现有的工 业操作中，而且该方法在有效地从烟气中移除NOx的同时，达到了高热效率，并把与安装和/ 或操作相关的大量费用降至最低。
技术实现思路
通过提供通过再生性的选择性催化还原(RSCR)而从烟气中脱除物质的系统和方 法，本专利技术满足了这个需要以及其他需要。这些系统和方法有利地实现了高移除效率，而它 们既不需要耗费成本的设计变更来实现，也不会在进行时遇到不可接受的低热效率。本专利技术的RSCR方法围绕RSCR设备，该RSCR设备可以位于产生诸如NOx之类的污 染物的较大规模设备的“热侧”或“冷侧”(即尾端)。该RSCR设备包含多个腔室，各腔室通 常包括一个或多个导热区和一个或多个催化剂区。该RSCR设备也包含空余空间区域(例 如，顶部空间区)，在该区域中气体在导热区和催化剂区来回流动。各导热区的目的是为进入气体提供热量并从离去气体中提取热量。催化剂区的目 的是引发催化还原反应，通过该催化还原反应，含有NOx的气体中的NOx被转化成无害成分。该RSCR方法需要多个处理循环或大量处理循环，在各个循环中将含有NOx的气体 引入该设备中进行处理来脱除NOx并释放到大气中。在引入该处理设备之前，将待处理的 气体与至少一种在该气体中不存在的反应物(例如，氨)混合。通过将被污染的气体引入该RSCR设备中来开始每个循环。为了保证气体的温度 对于发生催化作用来说足够高，通过导热区将热量传导给该气体。根据本专利技术的每个循环， 该导热区将被预先加热或具有残余热量并且会将它的至少一部份热量传导给该气体。加热的气体向前进入与导热区位于相同腔室中的催化剂区，然后发生催化作用。 接着该气体离开该腔室并进入另一个腔室，在所述另一个腔室中气体改变流动方向。优选 的是，在气体到达所述另一个腔室之前由一个或多个发热装置(例如，一个或多个燃烧器) 进行加热。在所述另一个腔室中，气体经历进一步的催化作用然后遇到另一导热区，该气体 由于具有比该导热区更高的温度而放出热量。在这个导热区中，残余热量又可以向根据本 专利技术RSCR方法的第二个循环被引入该设备中进行处理的其他含有NOx的气体提供热量。因此，该RSCR方法的每个循环不仅去除NOx气体，而且还提供热量以促进该方法 中后续循环的执行。这使得该RSCR方法能够以进行的方式继续。与传统的选择性催化还原(SCR)方法相比，本专利技术的RSCR方法具有一些重要的优 点。例如，本专利技术的RSCR方法的每个循环需要气体通过催化剂进行多方向的流动。因此， 本专利技术允许必须依赖于间接加热设备来实现适当热传导水平的传统的“冷侧” SCR方法中不 曾有过的热传导水平以及热回收水平，而传统的“冷侧” SCR方法必须依赖于间接加热设备 以实现适当的热传导水平。另外，尽管被处理的气体通过多个催化剂区向不同的方向移动， 但是根据本专利技术的RSCR方法，氨漏失水平并不是非常高。这是非常出乎意料的。虽然不希 望受理论限制，但本专利技术者认为，没有过量氨漏失的原因至少部分在于催化剂上吸收的氨 没有所预料的那样有效脱附。5也考虑到，RSCR设备可以包括用于减少混合烟气中的CO的构件。RSCR方法可以 包括使烟气的混合物遇到所述用于减少混合烟气中的CO的构件。在另一实施方案中，再生性的选择性的催化方法包括以下步骤使预定浓度的至 少一种反应物与预定量的含有气体的污染物混合而形成混合气体的步骤；以及，将该混合 气体引入到处理设备中的步骤。在所述处理设备中处理所述混合气体以降低所述混合气体 中的污染物浓度，其中所述处理设备包括第一和第二导热区、以及第一和第二催化剂区。该 处理需要(i)使混合气体接受来自于第一导热区的热量，并使混合气体提供给第二导热 区热量；(ii)使混合气体遇到第一催化剂区和第二催化剂区，其中所述混合气体在各催化 剂区均经过催化还原；以及(ν)在该处理过程中，使混合气体在设备内沿着至少第一方向 和第二方向流动，所述第一方向与所述第二方向不同。通过启动气体运动影响装置，将混合 气体从所述设备中驱出，所述气体运动影响装置与所述设备的至少一个导热区相连接。在下文中对本专利技术的各种其他方面和实施方案进行讨论。附图说明为了更充分的理解本专利技术的性质和所期望的目的，参考以下具体说明内容，该说 明内容与附图相结合，其中同样的参考符号表示在图示中所示出的一些视图中相对应的部 件，其中图1是根据本专利技术的一个示例性实施方案的再生性的选择性催化还原(RSCR)方 法的第一循环中的RSCR设备的示意图；图2是根据本专利技术的一个示例性实施方案的RSCR方法的第二循环中的图1的 RSCR设备的示意图；图3是根据本专利技术的一个示例性实施方案的RSCR方法的第三循环中的图1和图 2的RSCR设备的示意图；图4是根据本专利技术的另一个示例性实施方案的RSCR设备的示意图，其示出用于还 原包含在各催化剂腔室的顶部空间区的一氧化碳的催化剂床；图5是根据本专利技术的另一个示例性实施方案的RSCR设备的示意图，其示出用于还 原催化剂腔室之本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种再生性的选择性催化方法，包括以下步骤： （ａ）使预定浓度的至少一种反应物与预定量的含有污染物的气体混合以形成混合气体； （ｂ）将所述混合气体引入处理设备中；和 （ｃ）在所述处理设备中处理所述混合气体以降低所述混合气体中污染物的浓度，其中所述处理设备包括多个导热区和多个催化剂区，并且其中所述处理需要： （ｉ）使所述混合气体从所述多个导热区的至少第一导热区接受热量并且给所述多个导热区的至少第二导热区提供热量； （ｉｉ）使所述混合气体接触所述多个催化剂区的至少第一催化剂区和所述多个催化剂区的第二催化剂区，并且其中所述混合气体在至少所述多个催化剂区的第一催化剂区和所述多个催化剂区的第二催化剂区中的每一者处均经历催化还原反应； （ｉｉｉ）使所述混合气体接触减少所述混合气体中的ＣＯ的构件；和 （ｉｖ）使所述混合气体在所述处理过程中在所述设备中沿至少第一方向和第二方向流动，所述第一方向不同于所述第二方向； （ｄ）通过启动第一气体运动影响装置，将所述混合气体从所述设备中驱出，所述第一气体运动影响装置与所述设备的所述多个导热区的至少一个相连接；以及 （ｅ）在处理步骤（ｃ）中从设备中清除反应物。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·F·艾布拉姆斯，
申请(专利权)人：巴柏寇克动力环境公司，
类型：发明
国别省市：US
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