减少氮、硫的氧化物、氯和粒子并维持静电除尘器可靠操作的方法技术

在使静电除尘器达到维持可靠功能的同时还能使ＳＯ↓［ｘ］、ＨＣｌ和ＮＯ↓［ｘ］达到有效的减少，而且不会因使用氨而发生有关问题和损失。本方法包括的步骤有：将一种含碱性减少ＳＯ↓［ｘ］的化合物和对减少ＮＯ↓［ｘ］有效的含氮组合物（除氨外，尤其是脲或脲水解产物或其成分）的稳定的浆料导入废气中，并在废气中存在的条件下产生剩余氨；和使含氨废气流过静电除尘器。（*该技术在2014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有效减少各种气体化学污染物以及由于有机燃料和废物燃烧而产生的粒子散发的方法，在使化学污染物达到减少的同时维持静电除尘器的可靠操作。含碳燃料在生活用锅炉和其它发电厂中的燃烧，会产生氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)和酸性氯(HCl)，以及固体粒子，通常称为飞灰。一种有效去除燃烧废气粒子的方法是称作“静电除尘器”的装置。在静电除尘器中，燃烧废气从能产生电晕放电的电极间通过。这就引起了粒子带电，当带电时，粒子向收集极迁移并沉积在收集极上。从静电除尘器出来后，基本无粒子的废气可向大气排放。已知的静电除尘器技术在某些情况下在SOx减少方面是可胜任的。例如，已知SO3能增强静电除尘器的操作。然而，由于为了优化操作需要稳定的浆料和不同的温度区(window)因此减少SOx的技术会使NOx减少变得复杂。对于静电除尘器的操作，现已发现特别重要的一个因素是夹带在废气中的粒子的电阻率。粒子电阻率必须足够高才有利于收集。然而，在许多静电除尘器内，粒子的电阻率过高，高达约1013欧姆-cm或更高的量级。在这种情况下，粒子的收集效率可显著地降低。收集效率的减少会严重地损害静电除尘器所提供的污染控制增益。通常，理想的电阻率范围在约108-约1010欧姆-cm之间。为了“调节”废气中的粒子以维持其电阻率在所要求的范围内可使用某些试剂。包括硫酸，三氧化硫(SO3)和磷酸，用三氧化硫是最好的，这些调节剂是最通用的。此外，经常用于改进静电除尘器收集效率的其它调节剂是氨，也是早已发现它能改进收集效率的。不幸的是，氨是有毒的且难于掌握。此外，必须使氨保持在高压下或稀的水溶液形式(NH4OH)从而增加了费用。在储存、处理和运输过程中使用氨会产生严重的问题，因而妨碍其作为静电除尘器调节剂的使用。已知碱性试剂(如碱土金属和碱金属的氧化物、氢氧化物和碳酸盐)能减少酸性氯化物和SOx，然而，这些物料能进一步产生粒子，这些粒子载入废气而对静电除尘器造成困难。金属氧化物的低导电率可导致飞灰电阻率的提高，使以静电除尘器去除粒子更加困难。就其减少SOx的作用而言，它们还能减少SO3的存在，相反，这能够改善静电除尘器的功能。为此，所希望的是一种方法，该法适于通过简单的化学品的注入和静电除尘器的使用而减少燃烧废气的气体污染物和固体粒子-它具有可靠性也不会因使用氨而产生有关的问题和损失。本专利技术的目的是连同NOx减少一起达到有效的减少SOx，而不会因静电除尘器由废气中除去粒子而产生有关的问题。本专利技术另一目的是使SOx和NOx达到有效的减少，而不会因静电除尘器由废气中除去粒子而产生问题，而且不会因使用氨而产生有关的问题和损失。本专利技术还有一个目的是通过静电除尘器达到可靠地去除粒子，同时达到有效减少SOx、HCl和NOx，不会因使用氨而产生有关的问题和损失。本专利技术完成这些和另一些目的，本专利技术提供的方法包括的步骤有制备浆料，优选是稳定的，它包含碱性减少SOx的化合物和在规定的温度范围内，有效减少NOx和产生剩余氨的含氮组合物(除氨外，尤其是脲或脲水解产物或其成分)；至少选择一个具有在所述规定温度范围内的温度的处理区；将所述浆料引入所述处理区以减少Nox、SOx和氯化物并产生氨；并使含氨的废气流过静电除尘器。由此达到保持静电除尘器的可靠性能，同时还能使SOx，HCl和NOx达到有效的减少，并不会因使用氨而产生有关的问题和损失。按照下面详细的描述，可更好地理解本专利技术，其优点将变得更明显，尤其是参考附图阅读，其中附图是一采用本专利技术的锅炉简要示意图。工业应用本专利技术典型的设备说明于附图中，在该图中锅炉100包含一种火焰区10，燃料12在其中燃烧形成废气14。废气14由火焰区10穿过废气管道20。静电除尘器30在废气管道20上的布置是要使废气14在一合适的温度下，例如约300°F流经静电除尘器。供导入含氮化合物如脲或脲水解产物和SOx减少剂如Ca(OH)2的稳定浆料的装置40安置在废气管道20上，以使注入装置50能在有效于NOx减少和氨产生的废气14温度处伸入废气14中。氨流送至静电除尘器30，在有已产生的氨存在下，因为选择了具有适于本目的温度范围的处理区，而使静电除尘器能引起废气中粒子的沉淀。最好，温度低于最佳减少NOx的温度，例如低于约1850°F。然而，较高的温度也能使用，这取决于所用的化学品和稀释的程度。使用本专利技术可达到本专利技术的目的，它减少或消除运输、储存和处理大量氨或氨水的必要性。甚至当本专利技术方法没有提供调节废气以利于静电除尘器功能所必需的全部氨时，所需量的减少仍能在安全性和费用两方面提供显著的优点。本专利技术方法最好采用单一含水浆料形式的处理剂，它含有一种非氨的含氮组合物的NOx减少剂和细粉状最好是稳定的碱性SOx减少剂的悬浮液。术语“非氨含氮组合物”意味着包含多种成分，至少有一种成分含有氮元素但不是氨，尽管NOx减少剂能含有作为剩余物或水解或其它降解或化学重整的副产物的形式的氨。粉末状碱性SOx减少剂的悬浮液最好至少含一种选自碱金属或碱土金属的氧化物、氢氧化物和碳酸盐(优选镁或钙的氢氧化物或碳酸盐)的物料。适于NOx和SOx各减少剂的特别有意义的是混合物。用于简化而有效操作的浆料稳定，必须使用合适的稳定剂。通常具有HLB低于约10的疏水表面活性剂和HLB至少约10的更亲水的表面活性剂的稳定剂属优选的稳定剂系，其中疏水性和亲水性表面活性剂的HLB值相差至少约3，优选至少约5。疏水分散剂的重量与亲水分散剂重量之比的优选范围在约25∶1～约1∶1，例如约12∶1～约2∶1。通常所用分散剂体系的浓度约每百万分的约1～约20,000w/v(ppm)，而优选的约250～约1000ppm。优选疏水性分散剂(HLB值低于8)是选自乙氧基化的苯酚乙醇、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段聚合物、石油磺酸盐、有机磷酸酯、脂肪酸如油酸、蓖麻油、烷基磺酸盐，脂肪酸链烷醇酰胺以及其任何两种或两种以上混合物的物料。优选的亲水分散剂是选自链烷醇酰胺、月桂基硫酸盐、十二烷基苯磺酸盐，酰胺磺酸盐、磷酸酯及其任意两种或两种以上的混合物的物剂。NOx减少剂可以是一种对氮氧化物非催化性还原的有效的试剂。本方法包含一种选择性的、游离基-中介(mediated)方法，往往称作选择性非催化还原作用(SNCR)。各种含氮组合物，以其纯的和一般的市售的形式，在以水溶液引入时，将产生有效的气相NOx还原剂(例如amidozine基，NH·)。属突出含氮组合物之列的是脲、脲的前体、脲的一种或多种水解产物(如氨基甲酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵)、其它的铵盐、和各种脲配位化合物，包括脲水解产物，它是由碳酸铵和碳酸氢铵在与氨基甲酸铵络合的一种独特结构所组成，脲与其自身或其它组分、相关组分反应的产物，或这些化合物的混合物。在这些化合物中也包括碳酸铵、甲酸铵、柠檬酸铵、乙酸铵、草酸铵，其它铵盐(有机的和无机的两种，但尤其是有机酸的)、氢氧化铵、各种稳定的胺、胍、碳酸胍、双胍、咪基脲硫酸盐、蜜胺、二氰胺、氰氨基钙、缩二脲、1，1′偶氮二甲酰胺、羟甲基脲、羟甲基脲-脲，二甲基脲、六次甲基四胺(HMTA)、或上述的混合物。优选的NOx还原剂包括脲、碳酸铵、碳酸氢铵、氨基甲酸铵、氢氧化铵、或任意这些化合物的水溶液形式混合物。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于改进静电除尘器功能的方法，包括： 制备一种含碱性减少ＳＯ↓［ｘ］的化合物和除氨外的含氮组合物的浆料，该含氮化合物有效于减少ＮＯ↓［ｘ］和并在规定的温度范围内产生剩余氨， 选择至少一个处理区，其温度在所述规定的温度范围内， 往所述处理区内导入所述浆料以减少ＮＯ↓［ｘ］、ＳＯ↓［ｘ］和氯化物并产生氨，和 使含氨废气流经静电除尘器。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：林美珍，约翰E霍夫曼，丹尼尔V迪普，
申请(专利权)人：纳可环技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]