CN102202769A - 用于控制还原剂到scr系统的供给的方法与装置 - Google Patents

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Abstract

一种选择性催化还原反应器(8)，该选择性催化还原反应器(8)包括至少一个催化剂层(14)，该选择性催化还原反应器(8)可操作用于从工艺装置(例如燃烧装置或焚化装置)的工艺气流中去除NOx。一种用于控制还原剂(例如尿素或氨)到所述至少一个催化剂层(14)的进给的装置，该催化剂层(14)具有面对工艺气流(P)的处理区(A)，该装置包括至少一个供给喷嘴(32)，该供给喷嘴(32)可操作用于在对应于一部分处理区(A)的至少一个供给区(34)中供给还原剂，该装置还包括移动装置(36)，该移动装置(36)可操作用于在处理区(A)上方移动所述供给区(34)。

Description

用于控制还原剂到SCR系统的供给的方法与装置
技术领域
本发明涉及一种控制还原剂(例如尿素或氨)到选择性催化还原反应器的进给的方法，该选择性催化还原反应器包括至少一个催化剂层，并且可操作用于从工艺装置(例如燃烧装置或焚化装置)的工艺气流中去除NOx。
本发明还涉及一种用于控制还原剂(例如尿素或氨)到选择性催化还原反应器的进给的装置，该选择性催化还原反应器可操作用于从工艺装置的工艺气中去除NOx。
背景技术
在燃烧装置(例如发电装置或垃圾焚化装置)中的燃料(例如煤、石油、天然气、泥炭、垃圾等)的燃烧过程中，会产生工艺气。为了从这样的工艺气(通常被称为烟道气)中分离氮氧化物(通常表示为NOx)，通常使用一种方法，在该方法中还原剂(通常为氨或尿素)与烟道气混合。与所述氨或尿素混合的烟道气然后经过催化剂，还原剂在其中选择性地与NOx反应，从而形成氮气和水蒸汽。该催化剂通常被安装在所谓的选择性催化还原反应器(SCR反应器)中。
在很多工艺中，烟道气的NOx浓度在SCR反应器的横截面上分布不均匀。这引起一个问题，因为NOx与还原剂之间的化学计量比对于达到烟道气的NOx成分的良好还原以及让较少还原剂从SCR反应器脱逸而言是重要的。
美国6,905,658公开了一种SCR反应器，其中，气流在催化材料上游被分成若干单独的流通路。每个流通路设有用于将氨供给到该特定流通路的分离装置。通过分别调节用于供给氨的各所述分离装置，可能达到接近NOx与氨之间的化学计量比。
美国6,905,658的一个问题在于，可分别控制的很大数量的用于供给氨的分离装置增加了SCR反应器的成本。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种控制还原剂(例如氨或尿素)到SCR反应器的供给的方法，该方法在处理不均匀的NOx分布(profile)时是有效率的。
该目的通过一种控制还原剂(例如氨或尿素)到选择性催化还原反应器的进给的方法而实现，该选择性催化还原反应器包括至少一个催化剂层，并可操作用于从工艺装置(例如燃烧装置或焚化装置)的工艺气流中去除NOx，所述至少一个催化剂层具有面对工艺气流的处理区，所述方法的特征在于
在对应于一部分处理区的至少一个供给区中将至少一部分所述还原剂供给到所述至少一个催化剂层，以及
在处理区上方移动所述供给区。
该方法的一个优点在于，其提供了将还原剂供给到处理区最需要还原剂的那些位置。因此，可增加选择性催化(SCR)反应器中的NOx还原，同时不增加还原剂脱逸(slip)。
根据一个实施例，当供给区在处理区上方移动时，基于指示供给区上不同点处NOx浓度的NOx分布，供给到所述供给区的还原剂的量改变。该实施例的一个优点在于，进入SCR反应器的工艺气流的NOx浓度的不均匀分布可通过下列方式补偿：将较多的还原剂供给到处理区上NOx浓度高于平均值的那些位置，并将较少的还原剂供给到处理区上NOx浓度低于平均值的那些位置，从而以最有效率的方式利用还原剂。
根据一个实施例，基于在催化剂层上游和/或下游进行的NOx测量，所述NOx分布定期更新。该实施例的一个优点在于，在控制还原剂的供给时可解决NOx分布中的变化(这样的变化由例如锅炉上负荷的变化、燃料质量的变化、锅炉燃烧器状态的变化等引起)，使得可一直确保有效率的NOx去除。
根据一个实施例，当供给区在处理区上方移动时，基于指示位于催化剂层下游不同点的还原剂浓度的还原剂脱逸分布，供给到所述供给区的还原剂的量改变。基于还原剂脱逸(例如氨脱逸)分布而改变供给到供给区的还原剂(例如氨)的量增加了控制的精度，并且减少还原剂从催化剂层的脱逸。
根据一个实施例，所述方法还包括，经由固定的还原剂供给装置供给还原剂的第一部分，在所述至少一个在所述处理区上方移动的供给区中供给所述还原剂的第二部分。该实施例的一个优点在于，通过固定的还原剂供给装置可连续地或半连续地供给基础量(即，所述第一部分)的还原剂。这确保有效率地去除大部分的NOx。第二部分被供给到在处理区上方移动的供给区，其可用来对NOx去除进行精调，以得到非常有效率的NOx去除。
根据还有一个实施例，所述第一部分对应于供给到所述至少一个催化剂层的还原剂的总量的60-95％，而所述第二部分对应于该总量的5-40％。
根据一个优选实施例，所述供给区对应于所述处理区的1-25％。供给区对应于处理区的小于1％意味着，供给区很少扫描到处理区上所有位置，这对于催化剂层的还原剂而言需要很大的存储容量，并且降低了对NOx负荷与NOx分布中的变化快速响应的可能性。供给区对应于处理区的大于25％意味着，很大部分的处理区在各种特定情况下供给有还原剂，这减小了基于例如不均匀的NOx分布而对处理区上不同位置处供给的还原剂的量进行精调的可能性。
根据一个优选实施例，所述供给区以这样的方式在处理区上方移动，使得在移动所述供给区的一个循环中，该供给区扫描过基本上整个处理区。该实施例的一个优点在于，降低了留下一部分处理区不带有任何还原剂的风险。
本发明的还有一个目的在于，提供一种装置，通过该装置可在一种方式下控制还原剂(例如氨或尿素)到SCR反应器的供给，该方式能处理进入SCR反应器的工艺气流中的变化的NOx分布。
该目的通过使用一种用于控制还原剂(例如尿素或氨)到选择性催化还原反应器的进给的装置而实现，该选择性催化还原反应器包括至少一个催化剂层，并可操作用于从工艺装置(例如燃烧装置或焚化装置)的工艺气流中去除NOx，所述至少一个催化剂层具有面对工艺气流的处理区，所述装置的特征在于包括
至少一个供给喷嘴，其可操作用于在对应于一部分处理区的至少一个供给区中供给还原剂，和
移动装置，其可操作用于在处理区上方移动所述供给区。
该装置的一个优点在于，其使得可能在处理区上的不同位置供给不同量的还原剂。
从该描述和所附权利要求中，本发明进一步的方面和特征将是显而易见的。
附图说明
现在将参考附图更详细地对本发明进行描述，其中：
图1是燃煤发电装置的示意性侧视图。
图2a是一个图表，并显示了在位于催化剂层正上游的水平面中的不同点所测量的入口NOx分布。
图2b是一个图表，并显示了根据现有技术方法操作时，在位于催化剂层正下游的水平面中的不同点所测量的出口NOx分布。
图3是一个图表，并显示了催化剂层的氨存储容量。
图4a是一个示意性侧视图，并显示了SCR反应器。
图4b是一个示意性顶视图，并显示了如在图4a的箭头IVb的方向上所看到的SCR反应器。
图5是一个图表，并显示了依照根据本发明的一种方法操作时，在位于催化剂层正下游的水平面中的不同点测量的出口NOx分布。
图6显示了根据本发明的一可选实施例的SCR反应器。
图7显示了根据本发明的另一可选实施例的SCR反应器。
具体实施方式
图1是发电装置1的示意性侧视图。发电装置1包括燃煤锅炉2。在有空气的情况下，煤在燃煤锅炉2中燃烧，从而产生形式为烟道气的工艺气流，该工艺气流经由管道4离开燃煤锅炉2。管道4将烟道气输送到选择性催化还原(SCR)反应器8的入口6。氨供给系统10可操作用于将氨供给到氨注入系统12。氨注入系统12将气态氨(NH3)供给到位于SCR反应器8内的SCR催化剂的一个或多个连续层14上。该SCR催化剂包括催化活性组分，例如五氧化二钒或三氧化钨，其被应用到陶瓷载体材料上，以便构成例如蜂窝状结构或板式结构。在SCR反应器8中，烟道气中的氮氧化物(NOx)与由氨注入系统12注入的氨反应，从而形成氮气(N2)。烟道气然后经由管道16离开SCR反应器8，并经由烟囱18排入大气中。可以理解，发电装置1还可包括气体清洁装置，例如微粒去除器，例如静电滤尘器，和例如湿式洗涤器。出于保持图中图示清晰的原因，未在图1中显示这样的装置。
第一NOx分析器20可操作用于测量管道4中(即，正好在锅炉2之后并在SCR反应器8上游)NOx的量。第二NOx分析器22可操作用于测量管道16中(即，在SCR反应器8下游)NOx的量。第一控制器24接收来自第一NOx分析器20和第二NOx分析器22的输入，如图1中所示。基于该输入，第一控制器24计算当前的NOx去除效率。所计算的当前NOx去除效率与NOx去除设定值相比较。这可通过被包括在第一控制器24中的PID控制器完成。第一控制器24计算(例如通过所述的PID控制器)对于氨流的设定值，并将关于这种氨流的信息发送至第二控制器26。
可选地，负荷传感器28可操作用于检测锅炉2上的负荷。该负荷可按照例如燃料量来表示，例如被输送到锅炉2中的以吨/小时计的煤。负荷传感器28导致一信号被发送至第二控制器26。来自负荷传感器28的该信号指示锅炉2上的负荷，并且，由于锅炉2位于SCR反应器8上游，该信号是指示锅炉2上的负荷的前馈信号，该负荷在不远的将来会影响SCR反应器8。
第二控制器26可说明通过负荷传感器28测量的锅炉2上的负荷，并基于锅炉2上的负荷来调节第一控制器24所计算的对于氨流的设定值。考虑了锅炉2上负荷的调节过的对于氨流的设定值被发送至氨供给系统10，氨供给系统10然后将氨供给到氨注入系统12。
作为一种选择，可提供氨脱逸分析器30。氨脱逸分析器30(如图1中所示)被设计成可操作用于测量气体管道16中(即，在SCR反应器8下游)的氨浓度。氨脱逸分析器30导致一信号被发送至第一控制器24。第一控制器24接收该信号进行响应，为了避免过多的氨从SCR反应器8脱逸，第一控制器24可调节对于氨流的设定值。用于第一控制器24的策略可选择成这样，其中，NOx的去除效率被增加至某一最大的氨脱逸，因为后者通过氨脱逸分析器30测量。当所测量的氨脱逸达到通过氨脱逸分析器30所确定的最大氨脱逸值时，第一控制器24以这样的方式控制对于氨流的设定值，使得不超出该最大氨脱逸值。其它控制策略也是可能的，例如保持一定的出口NOx量达到一定氨脱逸的策略，后者通过氨脱逸分析器30测量。
图2a显示，在位于SCR反应器8入口6的水平面中的不同点(即，催化剂层14的正上游)所测量的入口NOx分布是多么不均匀。因此，在SCR反应器8的一个位置要处理的NOx量与在SCR反应器8的另一位置要处理的NOx量有很大的不同。在这种情况下，具有最高的NOx浓度的区域具有每标准立方米气体大约390毫克NOx的浓度(湿基)。具有最低的NOx浓度的区域具有每标准立方米气体大约320毫克NOx的浓度(湿基)。
图2b显示了在位于催化剂层14正下游的水平面中的不同点所测量的出口NOx分布，其可根据用现有技术方法操作SCR反应器时从图2a的入口NOx分布产生。如可从图2b看到的那样，出口NOx分布非常不均匀，其中，浓度从每标准立方米气体50毫克NOx(湿基，在具有最低的NOx浓度的区域)变化到每标准立方米气体高达大约170毫克NOx(湿基，在具有最高的NOx浓度的区域)。通常，平均的出口NOx浓度将在每标准立方米气体100毫克NOx(湿基)的范围内。图2b中所示的情形的一个问题在于，任何通过增加氨供给来增加NOx去除的尝试都几乎一定会导致过量氨的增加的脱逸，尤其是在出口NOx浓度最低的那些区域以及没有很多NOx可用于与额外的氨反应的那些区域中。
图3以示例性的方式显示了已发现典型的SCR催化剂的表现方式。典型的SCR催化剂可包括五氧化二钒(V2O5)和/或三氧化钨(WO3)，其作为活性成分被添加至陶瓷基材料(例如像蜂窝状陶瓷载体这样)。
在T＝0时，没有氨被供给至SCR催化剂。因此，在T＝0时SCR催化剂入口处的NOx浓度(由图3中的“NOx入口”所指的曲线表示)基本上等于SCR催化剂出口处的NOx浓度(由图3中的“NOx出口”所指的曲线表示)。在T1时开始氨的供给。图3显示了如何以阶梯的形式开始氨的供给，后面的氨供给由图3中的“NH3入口”所指的曲线表示。如可从图3看到的那样，由“NOx出口”所指的曲线表示的出口NOx在T1之后开始缓慢减少。这种缓慢减少的原因被认为是由于SCR催化剂包括很多活性部位。因此，在开始供给氨至SCR催化剂时，这些活性部位都是空的。因此，在足够数量的这些活性部位变得充满氨的过程期间，SCR催化剂降低NOx浓度的能力逐渐增强。随后，在T2时，当足够数量的SCR催化剂的活性部位已变得充满氨时，然后可具有预期效率进行NOx的还原。
继续，在T3时，氨到SCR催化剂的供给以阶梯的形式中止。如可参见图3最佳理解的那样，出口NOx浓度(由图3中的“NOx出口”所指的曲线表示)在T3时刻之后开始增加，但这种增加非常缓慢，尤其是刚在T3时刻之后。这种相对缓慢增加的原因看来是由于SCR催化剂的很多活性部位在T3时充满氨。因此，即使氨的供给在T3时中止后，SCR催化剂在相当一段时间内仍保持其还原NOx的能力。如可参见图3更容易理解的那样，在SCR催化剂后面的NOx浓度(由其中“NOx出口”所指的曲线表示)直到T4时刻才达到与入口NOx浓度相等的水平，后者由图中“NOx入口”所指的曲线表示。从T1到T2和从T3到T4的时间通常可在30分钟的范围内，尽管该时间可取决于例如像催化剂类型、烟道气温度、NOx量等这样的因素而显著地改变。
因此，参见图3显而易见的是，SCR催化剂具有相当大的在一定时间内存储氨的容量，并且，在某一时刻之时供给的氨通常在较晚的时刻被消耗。
图4a和图4b更详细地示意性显示了基于上面的发现的本发明的一个实施例。图4a是截面并显示了从侧面看到的SCR反应器8。图4b显示了在图4a的箭头IVb的方向上所看到的催化剂层14。SCR反应器8的氨注入系统12设有形式为可移动管状喷嘴32的供给喷嘴，其位于催化剂层14上方，在图4a中只显示了其中一个层。可移动喷嘴32可操作用于朝催化剂层14吹入还原剂，例如气态氨或汽化的尿素。烟道气流P经由入口6进入SCR反应器8。
面对烟道气流P的催化剂层14的那个区域可被称为处理区A，并且在图4b中最佳显示。处理区A几乎等于在催化剂层14区域内的SCR反应器8的内部横截面积。如在图4b中最佳显示的那样，可移动喷嘴32具有一定的供给区34，供给区34是处理区A上在某一时刻之时供有氨的区域。通常，供给区34可达到处理区A的1-25％。在图4b中所示的示例中，供给区34位于右下角。可移动喷嘴32在催化剂层14上沿着一定路径连续移动，如图4b中用虚线箭头M显示的那样，从而使供给区34在处理区A上方移动。路径M被设计为使得，一个循环(即，供给区34沿着完整的路径M移动一次)会导致供给区34覆盖整个处理区A。移动装置(如图4a中的马达36示意性表示的那样)可操作用于使可移动喷嘴32移动，并且，因此，使供给区34在处理区A上方移动。可选地，可移动喷嘴32可通过线、压缩空气罐或适合于SCR反应器8内的条件的任何其它装置来移动。
虽然可移动喷嘴32在催化剂层14上方移动，但是，其可被认为是在与刷子刷地板类似的方式下用氨“涂布”催化剂层14。如可从图4b看到的那样，可移动喷嘴32沿着箭头M移动一个循环时，将会覆盖整个催化剂层14。由于氨可被存储在催化剂层14中(如上文中关于图3所论述的那样)，整个催化剂层14将能一直有活性地用于去除NOx，因为催化剂层14不位于可移动喷嘴32实际位置正下方的那些部分将包含氨，这些氨自从可移动喷嘴32在催化剂层14的那个特定部分最后经过时就已被存储。可以理解，供给区34的大小以及循环的时间(即，可移动喷嘴32扫描过催化剂层14的整个处理区A的时间)被设计成，使得当供给区34经过催化剂层14的某部分时，所供给的氨量可足以有效率地去除NOx，直到供给区34下次(即，在下次循环中)经过那个同样的某部分。
在各种特定情况下，由可移动喷嘴32供给的氨量优选地被调节以用于补偿不均匀的入口NOx浓度(如图2a中所示)。因此，例如，如果入口NOx浓度在催化剂层14下部具有最大值(如图2a中所示)，当可移动喷嘴32经过催化剂层14相应部分的同时，第二控制器26(图1中所示)然后可命令氨供给系统10将增加的氨量供给到可移动喷嘴32。此外，如果入口NOx浓度在催化剂层14上部具有最小值(如图2a中所示)，当可移动喷嘴32经过催化剂层14相应部分的同时，第二控制器26(图1中所示)然后可命令氨供给系统10将减少的氨量供给到可移动喷嘴32。因此，通过可移动喷嘴32，就可以在适合于不均匀入口NOx分布的方式下供给氨，从而使得只在需要的那些区域供给高浓度的氨。这改进了整体的NOx还原，同时不导致氨脱逸的增加。NOx分布可通过进行人工测量或者通过自动测量系统得到，如下文所述的那样。
图5显示了在位于催化剂层14正下游的水平面中的不同点所测量的出口NOx分布，其可根据用上文关于图4a和图4b所述的方法操作SCR反应器8时从图2a的入口NOx分布产生。如可从图5中看到的那样，出口NOx分布相当均匀，其中，浓度从每标准立方米气体30毫克NOx(湿基，在具有最低的NOx浓度的区域)到每标准立方米气体大约75毫克NOx(湿基，在具有最高的NOx浓度的区域)。通常，平均的出口NOx浓度将处于每标准立方米气体50毫克NOx(湿基)的范围内。氨的脱逸将与图2b中所示的现有技术方法中的类似。因此，本发明使得可以大大降低出口NOx浓度，同时不增加来自SCR反应器8的氨脱逸。
图6显示了本发明的一可选实施例。SCR反应器108设有一层或若干层催化剂，在图6中只显示了其中一个催化剂层114。可移动喷嘴132可操作用于在催化剂层114上方移动，并在类似于上文关于图4a和图4b所述的方式下供给氨。SCR反应器108设有第一测量栅格136，其使得可以测量催化剂层114上游不同点的入口NOx浓度。第一测量栅格136包括分布在催化剂层114之上的若干取样点138，以及NOx分析器140，该NOx分析器140测量从所述取样点138获得的气体中的NOx浓度。可以理解，本身已知的很多类型的NOx分析器(包括IR分析器、激光设备、NOx传感器等)可被用来测量NOx浓度。第一测量栅格136可操作用于对入口NOx浓度进行在线测量，或者在某些时候(例如每30分钟一次)测量入口NOx浓度，或者只要是锅炉2(图1中所示)的操作变化的时候。NOx分析器140的测量结果可具有类似于图2a中所示分布的形式，并被发送至第一控制器24(图1中所示)。第一控制器24然后可在各种特定情况下与通过第一测量栅格136所测量的最新的入口NOx分布相关地调节由可移动喷嘴132供给的氨量。
此外，SCR反应器108设有第二测量栅格142，其使得可以测量催化剂层114下游不同点的NOx和/或氨的出口浓度。第二测量栅格142包括分布在催化剂层114下游的若干取样点144以及NOx分析器146，NOx分析器146测量从所述取样点144获得的气体中的NOx浓度。作为一种额外的选择，或者作为NOx分析器的备选，可提供氨分析器来测量催化剂层114下游不同点的氨浓度，也即，氨脱逸分布。第二测量栅格142可操作用于对出口NOx浓度进行在线测量，或者在某些时候(例如每30分钟一次)测量出口NOx浓度，或者在锅炉2(图1中所示)的操作变化的任何时候。NOx分析器146的测量结果可具有类似于图5中所示分布的形式，并被发送至第一控制器24(图1中所示)。第一控制器24然后可在各种特定情况下与通过第二测量栅格142所测量的最新的出口NOx分布相关地调节由可移动喷嘴132供给的氨量。可选地，催化剂层114下游的氨浓度的测量值(该测量值通过第二测量栅格142作出)也可被发送至第一控制器24。
可以理解，第一控制器24可操作用于从第一测量栅格136和第二测量栅格142中的仅仅一个测量栅格来接收信号，或者从两个测量栅格都接收信号。
图7显示了本发明的一可选实施例。SCR反应器208设有一个或若干个催化剂层，在图7中只显示了其中一个催化剂层114。可移动喷嘴232可操作用于在催化剂层214上方移动，并在类似于上文关于图4a至图4b的可移动喷嘴32所述的方式下在供给区234中供给氨234。SCR反应器208设有固定的氨供给栅格250。固定的氨供给栅格250设有若干氨供给点252。这样的固定的氨供给栅格是从SCR应用中本身已知的。氨供给栅格250和可移动喷嘴232都与氨供给系统210相连，氨供给系统210类似于上文关于图1所示的系统10。氨供给系统210可操作用于将气态氨供给至可移动喷嘴232和固定的氨供给栅格250。
氨的供给通过第二控制器226控制，第二控制器226类似于图1中所示的控制器26。然而，第二控制器226控制第一阀236，第一阀236控制氨到与第二阀254分开的可移动喷嘴232的供给，第二阀254控制氨到固定的氨供给栅格250的供给。例如，控制器226可根据入口NOx浓度等的测量(如图1中所公开的那样)控制第二阀254将SCR反应器208所需全部氨量的60-95％供给至固定的氨供给栅格250。所需氨的其余部分(即，所需全部氨的5-40％)可被供给至可移动喷嘴232。在这个方面，第二控制器226基于入口NOx分布(如图2a中所示和/或根据图6所测量的那样)控制第一阀236，使得当供给区234经过入口NOx浓度高的催化剂层214部分时的那些时候，更多的氨被供给至可移动喷嘴232。因此，在关于图7所述的实施例中，固定的氨供给栅格250可操作用于对应于催化剂层214的整个处理区A上所要求的氨的基础负荷而供给相当恒定的氨量，同时可移动喷嘴232可操作用于供给相当少量的氨，该量随着可移动喷嘴232(并且因此，供给区234)在催化剂层214的处理区A上扫描时会变化，以解决不均匀的入口NOx分布。
根据一可选实施例，控制来自氨供给系统210的氨流的单个公共阀被用来仅仅控制传送至固定的氨供给栅格250和可移动喷嘴232的总氨流，在传送至固定的氨供给栅格250的氨和传送至可移动喷嘴232的氨之间的分流通过例如固定的节流阀而被确定为：例如，总氨量的80％被供给至固定的氨供给栅格250，而总氨量的20％被供给至可移动喷嘴232。处理区A上对于氨的变化的需求(由于不均匀的NOx分布)通过改变可移动喷嘴232在处理区A上方移动的速度来解决，使得供给区234在NOx浓度高以及需要更多氨的处理区A的那些区域更缓慢地移动。
图7的实施例的一个优点在于，根据上文中关于图3、图4a和图4b所述的原理，降低了在催化剂层中存储还原剂的需求，因为固定的氨供给栅格250一直在整个处理区A上将基础水平的氨供给到催化剂层214。因此，在催化剂材料中存储氨的需求仅仅涉及通过可移动喷嘴232供给的相对少量的氨。对存储氨的降低的需求可降低所需催化剂材料的总量。
图7中所示的实施例可在建造新的SCR反应器时使用。图7的实施例还可在升级已有的具有固定的氨供给栅格的SCR反应器时使用，以便增加NOx去除效率。
可以理解，在所附权利要求的范围内，本发明的上述实施例的很多变型是可能的。
上文中供给喷嘴被显示为可移动的管状喷嘴32、132、232。可以理解，其它供给喷嘴设计是可能的。根据还有一个实施例，可以利用固定的管作为供给喷嘴，以及利用可移动的引导板或加压气流来控制氨流的方向，并因此用来移动供给区。更进一步，改变供给至供给喷嘴的氨的压力可被用来作为用于移动供给区的手段。因此，这样的供给喷嘴可具有非常少的活动部分，或者在气流控制氨流方向的情况下甚至没有，但仍允许氨流(或者确切地说，图4b中所示的供给区34)在催化剂层14的处理区A上方移动。
上文中已经描述，在各SCR反应器8中布置了一个供给喷嘴，其可以是可移动喷嘴32、132、232。可以理解，可以在一个同样的SCR反应器中布置数个供给喷嘴，例如2到9个供给喷嘴，以便减少循环时间。当用数个供给喷嘴来供给还原剂时，那些供给喷嘴中每一个供给喷嘴的供给区应当对应于处理区A的1-25％，并且所有供给区的总面积应当小于处理区A的大约75％。此外，可以在第一催化剂层之上设置一个或数个供给喷嘴，但是也可选地在SCR反应器的连续的催化剂层之间另外地布置一个或数个供给喷嘴。
此外，供给喷嘴不一定需要放置在实际SCR反应器的内部。因此，供给喷嘴还可放置在SCR反应器上游，例如在SCR反应器入口6(图1和图4a中所示)中，在管道4(图1中所示)中，该管道4将工艺气从锅炉2传送到SCR反应器8，或者甚至在锅炉2内部。
上文中已经描述，由可移动喷嘴32、132、232供给到供给区34、134、234的还原剂的量可通过改变由氨供给系统10、210供给至所述可移动喷嘴32、132、232的还原剂的量(即，以例如千克/小时计的流量)而改变。可以理解，其它改变供给到供给区的还原剂的量的方法也是可以的。例如，可以改变在处理区上方移动供给区的速度。因此，供给区在NOx浓度低的处理区的那些部分可快速移动，而在NOx浓度高的处理区的那些部分可更缓慢地移动，以便将更多还原剂供给到那些部分。用于改变供给到供给区的还原剂的量的还有一个可选方法是，当供给区在处理区上方移动时，改变供给区的大小。还可以将这些改变供给到供给区的还原剂的量的不同方法组合。
上文中已经描述，氨被用来作为还原NOx的还原剂。可以理解，其它类型的还原剂范围也是可以的，包括尿素，氨水溶液等等。
上文中已经关于图1描述了，本发明可被用来清洁燃煤锅炉中产生的工艺气。可以理解，本发明对于其它类型的工艺气也是有用的，包括燃油锅炉、焚化装置(包括垃圾焚化装置、水泥窑、高炉和包括烧结带的其它冶炼装置)等产生的工艺气。

Claims (12)

1.一种控制还原剂(例如尿素或氨)到选择性催化还原反应器(8)的进给的方法，所述选择性催化还原反应器(8)包括至少一个催化剂层(14)，并且所述选择性催化还原反应器(8)可操作用于从工艺装置(1)(例如燃烧装置或焚化装置)的工艺气流中去除NOx，所述至少一个催化剂层(14)具有面对所述工艺气流(P)的处理区(A)，所述方法其特征在于：
在对应于一部分所述处理区(A)的至少一个供给区(34)中，将至少一部分所述还原剂供给到所述至少一个催化剂层(14)，以及
在所述处理区(A)上方移动所述供给区(34)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述供给区(34)在所述处理区(A)上方移动时，基于指示所述处理区(A)上不同点处NOx浓度的NOx分布，来改变供给到所述供给区(34)的还原剂的量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于在所述催化剂层(14)上游和/或下游进行的NOx测量，而定期更新所述NOx分布。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当所述供给区(34)在所述处理区(A)上方移动时，基于指示所述催化剂层(14)下游不同点处的所述还原剂浓度的还原剂脱逸分布，来改变供给到所述供给区(34)的还原剂的量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，经由固定的还原剂供给装置(250)供给所述还原剂的第一部分，并且在所述处理区(A)上方移动的所述至少一个供给区(234)中供给所述还原剂的第二部分。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一部分对应于供给到所述至少一个催化剂层(14)的还原剂的总量的60-95％，所述第二部分对应于所述总量的5-40％。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述供给区(34)对应于所述处理区(A)的1-25％。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述供给区(34)以这样的方式(M)在所述处理区(A)上方移动，使得在移动所述供给区(34)的一个循环中，将所述供给区(34)扫描过基本上整个所述处理区(A)。
9.一种用于控制还原剂(例如尿素或氨)到选择性催化还原反应器(8)的进给的装置，所述选择性催化还原反应器(8)包括至少一个催化剂层(14)，并且所述选择性催化还原反应器(8)可操作用于从工艺装置(1)(例如燃烧装置或焚化装置)的工艺气流中去除NOx，所述至少一个催化剂层(14)具有面对所述工艺气流(P)的处理区(A)，其特征在于，所述装置包括：
至少一个供给喷嘴(32)，其可操作用于在对应于一部分所述处理区(A)的至少一个供给区(34)中供给还原剂，和
移动装置(36)，其可操作用于在所述处理区(A)上方移动所述供给区(34)。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括固定的还原剂供给栅格(250)，所述固定的还原剂供给栅格(250)可操作用于在分布于所述处理区(A)上方的许多个点(252)将所述还原剂的第一部分供给到所述至少一个催化剂层(214)，所述至少一个供给喷嘴(232)可操作用于在所述供给区(234)中将所述还原剂的第二部分供给到所述至少一个催化剂层(214)。
11.根据权利要求9-10中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制装置(24，26；226)，所述控制装置(24，26；226)可操作用于当所述供给区(34；234)在所述处理区(A)上方移动时，基于指示所述处理区(A)上不同点处NOx浓度的NOx分布，来控制由所述至少一个供给喷嘴(32；232)供给的所述还原剂的量，以及用于改变供给到所述供给区(34；234)的还原剂的量。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括至少一个NOx测量栅格(136，142)以及控制装置(24，26)，所述NOx测量栅格(136，142)可操作用于测量所述工艺气流(P)的NOx浓度分布，所述控制装置(24，26)可操作用于接收来自所述NOx测量栅格(136，142)的数据，并且用于当所述供给区(134)在所述处理区(A)上方移动时，基于所述NOx浓度分布来控制由所述至少一个供给喷嘴(132)供给的还原剂的量。
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