燃烧烟道气NOX处理制造技术

在多步系统中对包含NOX和SOX的燃烧烟道气进行处理以除去NOX，在此多步系统中，通过使用氨或者形成氨的化合物进行选择性催化还原或者选择性非催化还原，使烟道气流中的NOX还原，然后用过氧化氢进行处理，以除去残留氨，任选地用碱性试剂进行处理，以减少烟道气流中的残留NOX。还可以对NOX-耗尽的烟道气流进行脱硫处理，以除去SOX。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及空气污染控制，更具体涉及对来自固定源的燃烧烟道气流进行处理，以从中除去NOX污染物，然后将所述气流排放到大气中。
技术介绍
煤、焦炭、天然气或石油之类的燃料的燃烧通常会造成在燃烧烟道气流中有污染物，这些污染物由燃烧过程产生或来源于燃料源内包含的杂质。燃煤的电力事业发电厂是这种燃烧工艺造成空气污染的一个重要来源，但是诸如工业锅炉、垃圾焚化炉和制造厂之类的其它固定的燃烧燃料的装置也是污染源。由这些固定高温燃烧源产生的空气污染物主要是硫的氧化物(例如SO2和SO3)，也被称作SOX气体；以及氮的氧化物，也被称作NOX气体，这两种物质都是酸性气体。这些燃烧烟道气中其它受关注的燃烧污染物包括其它的酸性气体，例如HCl和HF，Hg(汞)，CO2和微粒。在过去三十年间，对这些固定燃烧源产生的各个污染物组分的规章限制的要求越来越严格，而将来排放标准可能会进一步变严。要除去或显著减少SOX和NOX污染物以及其他酸性气体和元素汞，需要综合的空气污染控制系统。在需要第一次或者另外的或提高的污染控制方法改进的情况下，这些综合的空气污染控制系统会有特定的难题，上述情况包括例如对没有任何脱硫措施的较老的燃煤发电厂，或者具有SOX控制设备的发电厂，需要对它们进行改造以控制NOX气体排放。一氧化氮(NO)和较少量的二氧化氮(NO2)是煤、焦炭和石油之类的化石燃料燃烧形成的NOX污染物的常规组分。排放到大气中的烟道气流中含有NOX会形成“褐色烟柱”，会造成地平面的臭氧污染(″烟雾″)和酸性硝酸盐沉积。用来从燃烧烟道气中除去SOX的湿法洗涤脱硫技术基本上无法成功地除去也包含的NO，这是因为NO的水溶性较低，不适合于碱性水溶液脱硫洗涤技术。虽然可以通过对燃烧条件进行改良来一定程度上控制NOX的形成，但是现有的用来从燃烧烟道气除去NOX的技术通常通过选择性催化还原(SCR)或选择性非催化还原(SNCR)对热的烟道气进行燃烧后处理。所述选择性催化还原方法利用催化床或系统对烟道气流进行处理，以选择性地将NOX转化(还原)为N2。SCR方法通常使用氨或脲作为反应物，在烟道气流与催化剂接触之前，将所述氨或脲注入烟道气流上游中。工业用途的SCR系统通常能够达到80-90％的NOX去除率，而据报道，改进的催化剂系统能够达到超过90％的去除率。所述选择性非催化还原方法与SCR类似，区别在于，在用氨或脲对烟道气流进行处理，以将NOX选择性还原为N2的时候，不使用催化剂。SNCR中的还原反应需要高处理温度。因为SNCR系统安装简便，设备要求适中，因此非常适合用来对较小的发电厂进行改进。工业SNCR系统的一个缺陷在于，它们的NOX去除率仅为30-70％。在现有技术中描述了许多用来除去特定SOX和NOX组分的方法。在实际的工业应用中，工程的难题是设计一种综合的空气污染控制系统，该系统可以用来对已有的需要更新或升级的燃烧化石燃料的发电厂进行改进，用来控制以下污染物中的一种或多种；SO2，SO3，NO，NO2，Hg，HCl，HF，CO2以及微粒。因为各个发电厂很少是相互类似的，因此改进系统需要适应于具体的要求以及进行改良的发电厂的需求。本专利技术提供了一种空气污染改进系统，使用过氧化氢和碱性吸着剂作为反应物，有效控制SCR处理过的或者SNCR处理过的燃烧烟道气流中残留的氨和NOX。在用来从燃烧烟道气流中除去SOX和NOX污染物的现有技术的处理中，没有揭示或提出本专利技术的新颖的NOX去除改进系统。Azuhata等在美国专利第4,213,944号(日立公司(Hitachi))中揭示了一种用来从包含氮的氧化物的热气流中除去氮的氧化物的方法，该方法在400-1200℃的温度下将还原剂，优选氨和过氧化氢加入热气流中，从而将氮的氧化物分解为氮气和水。根据该文献的描述，通过将过氧化氢和氨同时加入，特别是在400-800℃的温度下加入，使得氨分解，使其与具有与NOx反应的活性，从而提高氨的活性。将足量的过氧化氢与氨一起加入，使得过量的未反应的氨也发生分解。Azuhata等的美国第4,213,944号中关于H2O2和NH3的反应以及相关反应的内容参考结合于此。Jones在美国专利第5,120,508号，第4,783,325号和第4,125,308号(Noell)中揭示了通过将包含过氧基引发剂和氧气的气体注入含NO的烟道气流中，将烟道气流中的NO转化为NO2的方法。所述过氧基引发剂优选是丙烷，但是还可以是其它的烃类或者过氧化氢或氢气。然后制得的含NO2-的气流在吸收区域进行处理，用天然小苏打或者天然碱之类的干吸着剂除去NOX和SOX，所述干吸收剂装在袋滤室(baghouse)内，然后将处理过的气流排放到大气中。Zamansky等在美国专利第5,670,122号(Energy&Environmental Research)中揭示了一种从燃烧烟道气中除去NO，SO3，CO，轻质烃类和汞蒸气(Hg)的方法，具体来说是将过氧化氢或者过氧化氢与甲醇的混合物的雾化液滴注入所述烟道气流中，将相应的气体污染物转化为NO2，SO2，CO2(对于CO和轻质烃类)和HgO。该处理在约377-827℃的气体温度下进行，然后在下游的洗涤操作中除去反应产物。该处理也可以与SNCR NOX还原技术结合进行，SNCR-处理过的燃烧气流在下游通过H2O2或H2O2/CH3OH注入处理进行处理。Cooper等的美国专利第6,676,912号(NASA)揭示了一种用来从固定燃烧气流中除去NO的方法，该方法将H2O2注入气流中，将NO氧化为NO2以及HNO3和HNO2，这些物质更容易通过水性湿法洗涤回收。然后含氮酸和残留的NO2通过用水或水性碱性介质进行湿法洗涤除去，或者使得烟道气流通过袋滤室内的微粒碱性吸着剂而被除去。该方法可以任选地包括初步烟道气脱硫洗涤步骤，除去SO2，然后再注入H2O2。Cooper等的美国第6,676,912号中关于H2O2和NOx的反应以及相关反应的内容参考结合于此。本专利技术提供了一种空气污染改进系统，该系统用来在下游有效地除去SCR处理过的或者SNCR处理过的烟道气流中的残留氨，并且还除去SCR处理过的或者SNCR处理过的烟道气流中的NOX。专利技术概述根据本专利技术，在包括以下步骤的方法中从烟道气流除去NOX：通过将氨或形成氨的化合物作为用于还原NOX的试剂注入包含NOX的燃烧烟道气流中，对所述烟道气流进行选择性催化还原操作或者选择性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.15 US 61/178,6891.一种用来从烟道气流除去NOX的方法，该方法包括
通过将氨或形成氨的化合物作为用来还原NOX的试剂注入包含NOX的燃烧烟道气流中，对该燃烧烟道气流进行选择性催化还原操作或者选择
性非催化还原操作，其中，引入了过量的氨，以制得包含未反应的残留氨
和浓度减小的NOX的烟道气流；以及
随后将过氧化氢注入包含未反应的残留氨的烟道气流中，过氧化氢的
量足以与所述烟道气流中包含的残留氨反应，制得残留氨浓度减小的烟道
气流。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以烟道气流中包含的NOX的量为基准计，引入烟道气流中的氨的量足以使化学计量过量至少约50％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，过氧化氢以过氧化氢水溶
液与活化剂组合的形式使用。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，过氧化氢注入所述包含氨
的烟道气流中的量足以使所述烟道气流中包含至少约1/4至约15摩尔的
H2O2/摩尔NH3。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使足量的过氧化氢与包含
氨的烟道气流接触，从而将H2O2处理过的烟道气流中的氨浓度减小到约小
于10ppm。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在过氧化氢注入操作过程
中，燃烧烟道气流的温度约为250°F至800°F。
7.一种用来从烟道气流除去NOX的方法，该方法包括
将氨或者形成氨的化合物注入包含NOX的燃烧烟道气流中，其中将过
量的氨作为用来还原NOX的试剂引入所述烟道气流中，得到包含未反应的
残留氨以及浓度减小的NOX的烟道气流；
随后将过氧化氢注入包含未反应的残留氨的烟道气流中，过氧化氢的
量足以与所述烟道气流中包含的残留氨反应，制得残留氨浓度减小的烟道
气流；以及
使所述氨耗尽的烟道气流与足以除去烟道气流中包含的NOX的量的碱
性试剂接触，得到氨和NOX浓度减小的烟道气流。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，以烟道气流中包含的NOX的量为基准计，引入烟道气流中的氨的量足以使化学计量的摩尔量过量至
少约50％。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在氨注入操作过程中，燃
烧烟道气流的温度约为300°F至1200°F。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，过氧化氢以过氧化氢水
溶液与活化剂组合的形式使用。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，注入所述包含氨的烟道
气流中的过氧化氢的量足以使烟道气流中包含至少约1/4至约15摩尔的
H2O2/摩尔NH3。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在过氧化氢注入操作过
程中，燃烧烟道气流的温度约为250°F至800°F。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，使足量的过氧化氢与包
含氨的烟道气流接触，从而将H2O2处理过的烟...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·A·普法佛，D·E·史密斯，
申请(专利权)人：FMC有限公司，
类型：发明
国别省市：