CN102459833B - 燃烧烟道气nox处理 - Google Patents

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Abstract

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

Description

燃烧烟道气N〇x处理

技术领域

[0001] 本发明设及空气污染控制,更具体设及对来自固定源的燃烧烟道气流进行处理, W从中除去NCV污染物,然后将所述气流排放到大气中。

背景技术

[0002] 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,该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 该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。

[0003] 由该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s〇2和so3), 也被称作S〇x气体;W及氮的氧化物,也被称作NOX气体,该两种物质都是酸性气体。该些燃 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HC1和HF,Hg(隶),C〇2和 微粒。在过去=十年间,对该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。

[0004] 要除去或显著减少S〇x和N〇x污染物W及其他酸性气体和元素隶,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,该些综合 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S〇x控制设备的发电厂,需要对它们进行改造W控制NOX气体排放。

[0005] 一氧化氮(NO)和较少量的二氧化氮(N02)是煤、焦炭和石油之类的化石燃料燃烧 形成的N〇x污染物的常规组分。排放到大气中的烟道气流中含有N〇x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。

[0006] 用来从燃烧烟道气中除去s〇x的湿法洗漆脱硫技术基本上无法成功地除去也包含 的N0,该是因为NO的水溶性较低,不适合于碱性水溶液脱硫洗漆技术。虽然可W通过对燃 烧条件进行改良来一定程度上控制NOy的形成,但是现有的用来从燃烧烟道气除去NOy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。

[0007] 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,W选择性地将 N〇x转化(还原)为N2。SCR方法通常使用氨或脈作为反应物,在烟道气流与催化剂接触之 前,将所述氨或脈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N〇x 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。

[000引所述选择性非催化还原方法与SCR类似,区别在于,在用氨或脈对烟道气流进行 处理,W将N0x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N0x去除率仅为30-70%。

[0009] 在现有技术中描述了许多用来除去特定S〇x和N〇x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W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W下污染物中的一种或多种;s〇2,s化,N0, N02, Hg,肥1,HF,CO2W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W及进行改良的发电厂的需求。

[0010] 本发明提供了一种空气污染改进系统,使用过氧化氨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N〇x。在用来从燃烧 烟道气流中除去S〇x和NOX污染物的现有技术的处理中,没有揭示或提出本发明的新颖的 N〇x去除改进系统。

[0011] Azuhata等在美国专利第4,213,944号(日立公司化itachi))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°C的温度下将还 原剂,优选氨和过氧化氨加入热气流中,从而将氮的氧化物分解为氮气和水。根据该文献的 描述,通过将过氧化氨和氨同时加入,特别是在400-800°C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。将足量的过氧化氨与氨一起加入,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&〇2和NH3的反应 W及相关反应的内容参考结合于此。

[0012] 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N02的方法。所述过氧基引发剂优选是丙烷,但是还可W是其它的姪类或者过氧 化氨或氨气。然后制得的含N02-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N〇x和SOX,所述干吸收剂装在袋滤室化a曲ouse)内,然后将处理过的气 流排放到大气中。

[001 引 Zamansky等在美国专利第 5, 670, 122 号巧nergy&EnvironmentalResearch)中揭 示了一种从燃烧烟道气中除去NO,S03, C0,轻质姪类和隶蒸气化g)的方法,具体来说是将 过氧化氨或者过氧化氨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N02, S02, C02(对于C0和轻质姪类)和化0。该处理在约377-827°C的气体温度 下进行,然后在下游的洗漆操作中除去反应产物。该处理也可W与SNCR N0x还原技术结合 进行,SNCR-处理过的燃烧气流在下游通过&02或H2O2/CH3OH注入处理进行处理。

[0014] 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&〇2注入气流中,将NO氧化为NO2W及HN0 3和HN0 2,该些物质更 容易通过水性湿法洗漆回收。然后含氮酸和残留的N02通过用水或水性碱性介质进行湿法 洗漆除去,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W任选 地包括初步烟道气脱硫洗漆步骤,除去S〇2,然后再注入&化。Cooper等的美国第6, 676, 912 号中关于&〇2和NOx的反应W及相关反应的内容参考结合于此。

[0015] 本发明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N〇x。

[0016] 发明概述

[0017] 根据本发明,在包括W下步骤的方法中从烟道气流除去N〇x;通过将氨或形成氨的 化合物作为用于还原N〇x的试剂注入包含N〇x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非催化还原操作,其中,引入了过量的氨,W得到包含未反应的 残留氨W及浓度减小的N〇x的烟道气流;然后将过氧化氨注入所述包含未反应的残留氨的 烟道气流中,过氧化氨的量足W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。

[0018] 本发明的另一个实施方式是一种用来从烟道气流除去N〇x的方法,该方法包括:将 氨或形成氨的化合物注入包含N〇x的燃烧烟道气流中,其中将过量的氨作为用来还原N〇x的 试剂引入所述烟道气流中,得到包含未反应的残留氨W及浓度减小的N〇x的烟道气流;然后 将过氧化氨注入所述包含未反应的残留氨的烟道气流中,过氧化氨的量足W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;使得所述氨耗尽的烟道气流与 足W除去烟道气流中包含的N〇x的量的碱性试剂接触,得到氨和NOX浓度减小的烟道气流。

[0019] 本发明的又一个实施方式是一种用来从包含N〇x和soX的烟道气流除去NOX的系 统,该系统包括用来减小燃烧烟道气中的N〇x含量的选择性催化还原单元或者选择性非催 化还原单元,其中,将氨或形成氨的化合物作为用来还原N〇x的试剂注入包含NOX和SOX的 燃烧烟道气流中;位于所述N〇x还原单元下游的过氧化氨注入操作,其中,将过氧化氨注入 含氨的烟道气流中,用来与烟道气流中包含的残留氨反应;位于所述过氧化氨注入操作下 游的碱性试剂处理操作,在此操作中,碱性试剂与所述氨耗尽的烟道气流接触,从而与烟道 气流中包含的N〇x反应。

[0020] 附图简要说明

[0021] 附图是说明实施例所述的本发明燃烧烟道气N〇x处理工艺的优选实施方式的流程 不意图。

[0022] 发明的详细描述

[0023] 本发明设及改进的N〇x处理方法,该方法使用氨或形成氨的化合物减少来自固定 源(例如燃煤电力事业发电厂)的燃烧烟道气流中的N〇x。本发明包括处理烟道气流的方 法W及用来实施本发明方法的系统。

[0024] 燃烧烟道气流在选择性催化还原(SCR)步骤或者选择性非催化还原(SNCR)步骤 中用畑3或等价物质进行处理,SCR或SNCR处理过的烟道气流通常包含残留的未反应的NH3 W及未反应的或者部分反应的N〇x。

[0025]本发明可W从包含畑3的烟道气流除去残留的未反应的NH3,还可W用来使SCR处 理过的或者SNCR处理过的烟道气流中未反应的N〇x(例如NO)或部分反应的N〇x(例如N02) 发生进一步反应。本发明特别可用来对包含N&的SNCR处理过的烟道气流进行处理,该烟 道气流中通常包含未反应的氨W及显著浓度的未反应的或者部分反应的N〇x,该将在下文 中更详细地进行解释。

[0026] 在本发明中,使用过氧化氨从包含畑3的烟道气流除去残留的未反应的畑3。然后 可W任选但是优选地,使所述SCR或SNCR处理过的烟道气流中的未反应的或者部分反应的 N〇x(例如NO和N02)进一步与碱性试剂反应,W提供不含N&且N〇x耗尽的烟道气流。还可 W与本发明的处理步骤相结合,在脱硫操作中除去所述燃烧烟道气流中的S〇x。

[0027] 燃烧烟道气流

[002引从固定源的燃烧区排出的燃烧烟道气流包含需要在排放到大气中之前减少或除 去的各种组分,其中包括根据本发明进行处理的N0x组分。燃烧烟道气流的精确组成主要 取决于燃料的性质、燃烧炉设计W及操作参数。例如,所述燃料可W是例如煤、石油、焦炭或 天然气等,对于使用煤的情况,煤可w是高硫煤或者低硫煤,烟煤或无烟煤等。

[0029] 从包含2. 5重量%硫的高硫煤使用10%过量空气燃烧获得的代表性烟道气流的 组成列于表1。

[0030] 表1-烟道气的组成

[0031]

[0032]

Figure CN102459833BD00071

[0033] 该烟道气流中的NO浓度是预计从高硫煤在没有装备低N〇x燃烧器的燃烧炉中燃 烧通常得到的浓度。N02浓度通常约占总N〇x的5%。所述烟道气流中的SO2浓度较高,预 计是从高硫煤燃烧得到的。S〇3浓度通常仅约为SO2浓度的1 %。

[0034] W上所述的烟道气组成仅仅是常规燃烧烟道气流的示例。在下文更详细描述的参 数范围内,本发明适合用于很宽范围的不同的烟道气组成W及空气污染控制系统。

[0035] 本发明预定用于具有W下特征的燃烧烟道气空气污染控制系统;该系统使用基于 用氨或形成氨的还原剂的N〇x选择性催化还原或者NOX选择性非催化还原进行NOX处理,得 到包含残留氨并且还包含一些未反应或部分反应的N〇x的烟道气流。

[0036] 氨注入SCR-SNCR

[0037] 本发明的N〇x处理方法包括首先在处理步骤(即单元操作)中对含NOX的燃烧烟 道气流进行初始N〇x处理,该处理步骤使用氨或形成氨的化合物作为还原剂进行选择性催 化还原(SCR)反应或者选择性非催化还原(SNCR)反应。

[003引本发明的SCR或SNCR处理优选的还原剂是氨。氨是众所周知且来源广泛的化学 试剂,在常温常压条件下通常为气态。可W将氨W无水的形式或者含水形式(例如氨水溶 液)注入或者W其它的方式引入燃烧烟道气流中。

[0039] 还原剂也可W是脈(NH2CONH2),也称为尿素,其在常温下为稳定的固体。脈是水溶 性的,在存在水的情况下能够逐渐水解形成氨基甲酸锭(H2N-COONH4),氨基甲酸锭本身会缓 慢分解成氨和二氧化碳。优选将脈W水溶液或浆液的形式注入燃烧烟道气流中。

[0040] 用于本发明的还原剂还可W是其它的形成畑3或者与NH3类似的化合物,例如氯 脈酸((CN0H)3),也被称为1,3,S-立嗦-2,4,e-立醇,硫酸锭((畑4)2SO4)和阱(N2H4)。 [004U 本发明的N0x的选择性催化还原(SCR)是使用本领域技术人员公知的SCR设备和 步骤,W常规方式进行的。所述SCR反应器装有催化剂床,所述催化剂床优选是模块形式 (例如挤出的陶瓷蜂窝体或板),但是也可W为丸粒等的形式。除了催化反应器W外,SCR系 统的其他部件包括试剂储存和注入系统,例如容器、蒸发器、预热器、累、混合器、注入器、相 关控制器W及N0x连续排放监测器。

[0042] 在SCR反应器的催化剂的上游处,将氨(或者脈或者其它的形成N&的化合物)注 入或者W其它的方式引入所述含N〇x的燃烧烟道气流中。可W用常规的气体(例如对于使 用无水氨的情况)或者液体注入(例如对于氨水的情况)设备进行所述注入。

[0043] 所述选择性还原反应包括用N& (还原剂)对N〇x进行催化还原反应,W形成N2和 水,通常还会形成一些N02中间体。SCR中的选择性表示氨优先与烟道气流中的NOX反应, 而不与烟道气流中的其他污染物质反应。在实际应用中,含S〇x和NOX的烟道气流的SCR处 理通常会导致由S〇2催化形成一些副产物S〇3。SCR反应中的有效的催化剂性能需要存在氧 气,优选氧气含量至少为2-3体积%。

[0044] 我们认为,使用氨作为还原剂对含N〇x和S〇x的燃烧烟道气流进行的选择性催化还 原W及选择性非催化还原的反应包括W下化学计量反应:

[0045] 主反应;

[0046] 4N0+4NH3+02一4N2+6H2O (1)

[0047] 2N02+4NH3+02 - 3N2+6&0 (2)

[0048] NO+NO2+2NH3一 2N2+3&0 (3)

[0049] 副反应;

[0050] 2S02+02 - 2S0 3(4)

[0051] 2NH3+SO3+H2O-(NH4)2SO4巧)

[0052] NH3+SO3+H2O-NH4HSO4化)

[0化3] 用脈代替氨时的主反应:

[0化4] 4NCH2 (畑2)2CO+O2一 4N2+4H20+2C02 (7)

[005引术语"归一化化学计量比"(NSR)表示注入的反应物(例如畑3)浓度与烟道气流 中的N0x浓度、特别是作为主要NOx组分的NO的浓度的N/N0摩尔比。NSR是用来度量相对 于包含的NOx反应所需理论量的反应物的加入量。从反应(1)和(7)应看出,使用氨作为 反应物在理论上需要1摩尔N&(NSR= 1),而使用脈代替氨在理论上只需要1/2摩尔的脈。 [0化6] 在实际的SCR或SNCR操作中,氨或者其它的产生氨的化合物通常不会与被处理 的烟道气流中的N〇x物质完全反应,即使当NSR= 1的时候也是如此。例如,使用化学计 量的氨W及过量约10%的空气进行SNCR操作的结果是排出的气流中未反应的氨(也称作 逃逸的氨)的量约为10ppm(W体积计),或者或多或少。当使用化学计量的氨化及过量约 10%的空气进行SCR操作的结果是排出的气流中未反应的氨(也称作逃逸的氨)的量约为 5ppm(体积比),或者或多或少。

[0057] 对于SCR和SNCR操作,如果反应物的用量增加到超过所需的化学计量,通常会使 N〇x还原的量发生所希望的增加。但是,该些增加的N〇x还原也会导致处理过的烟道气流中 剩余的未反应试剂(例如氨或脈)的浓度增大,通常会造成不希望有的结果。

[005引但是,本发明提供了一种除去通过SCR操作或者NSCR操作、并包含在下游的烟道 气流中的任何未反应的氨的有效方法。因此,本发明优选的SCR和SNCR步骤的优选操作需 要使用化学计量过量的氨(或者形成氨的化合物),该取决于进入SCR或SNCR操作的烟道 气流中的N0x的量。优选引入烟道气流中的氨的量足W提供化学计算的摩尔量过量,W烟 道气流中包含的N0x的量为基准计,NSR大于1,更优选W化学计量过量引入氨,使得NSR至 少约为1. 2至5,最优选W化学计量过量引入氨,使得NSR至少约为1. 5 (过量50% )。最优 选最大的NSR约为3。

[0化9] 在本发明中,可W在SCR反应器中使用很多种常规的催化剂组合物,该些催化剂 组合物是本领域技术人员众所周知的。所述催化剂(催化活性金属)的选择通常取决于 燃烧烟道气流的处理温度。通常根据所采用的反应器种类或者反应器构型来选择催化剂底 物。

[0060] 影响SCR操作效率的主要因素是催化剂W及反应器床催化剂设计的选择;其他因 素包括温度、催化剂床停留时间(从几分之一秒到约一秒),反应物注入速率,反应物-烟道 气混合,W及烟道气的N〇x浓度。用于SCR的处理温度可W在约350-1100°F的很宽的范 围内变化,取决于催化剂的选择W及SCR反应器在所用装置中的烟道气空气污染控制系统 内的上游/下游位置。常规的SCRN〇x去除效率可W约为减少80%到至少90%的N〇x。

[0061] 在约450-800°F的SCR操作/处理温度下,SCR催化剂优选选自碱金属催化剂, 例如通常为铁和饥的氧化物,可W包含钢、鹤和其他元素。

[0062] SCR操作的优选的处理温度约为600-675° F。在许多电力事业发电厂中,可W 通过设置SCR反应器的位置,W在节能装置的下游和空气预热器的上游对烟道气流进行处 理,容易获得约600-675° F的优选SCR操作温度范围。所述优选的温度范围通常用来使用 在此温度范围优化的催化剂选择实现N〇x的最大程度转化,例如反应效率可W为至少约等 于或大于90%的N〇x转化率。

[0063] 在适当选择催化剂的情况下,SCR反应器还可W在低于或高于W上所述的优选范 围的温度下进行操作。在较低的SCR处理温度,例如约350-550°F的温度下,优选使用贵 金属催化剂,例如销和钮。在非常高的SCR处理温度下,例如在约675-1100°F的温度下, 优选使用沸石催化剂。

[0064] 在本发明中,还可W在初始N〇x处理操作中使用N〇x的选择性非催化还原(SNCR)。 N〇x的选择性非催化还原是在不使用SCR中的促进还原反应的催化剂的情况下操作的。因 此,进行SNCR过程的烟道气流的温度必须较高,约为1500-2100°F。所述SNCR反应器通 常正好位于燃烧单元的下游,W利用从燃烧单元排出的极热的烟道气,并且位于节能装置 的上游。可W通过加入合适的化学添加剂W及提供长的停留时间,扩展该温度处理范围的 下限值。

[0065] 与SCR过程类似,使用本领域技术人员众所周知的SNCR设备和步骤,W常规方式 实施选择性非催化还原反应。SNCR系统的主要部件包括反应物储存和注入系统,例如容 器、蒸发器、预热器、累、混合器、注入器、相关控制器W及N〇x连续排放监测器。可W用常规 的气体(例如对于使用无水氨的情况)或者液体注入(例如对于氨水的情况)设备进行所 述注入。

[0066] 影响SNCR操作效率的因素包括温度、停留时间、反应物注入速率和量、反应物-烟 道气的混合W及烟道气中的N〇x浓度。一般来说,如果在合适的温度下将试剂与含N〇x的烟 道气充分混合,并且给予足够的停留时间(从几分之一秒到几秒钟),则能够获得令人满意 的SNCR效率。常规的SCRNOx去除效率可W约为减少30%到约70%的NOX。

[0067] 本发明特别适合用于SNCR N〇x去除步骤。可W通过在SNCR操作中使用增加量或 大量的氨,改进SNCR N〇x处理的反应效率,此外本发明还提供了在SNCR操作的下游除去未 反应的氨(逃逸的氨)W及残留的N〇x的方法,该将在下文中进行描述。

[0068] 过氧化氨处理

[0069] 在通过SCR或SNCR步骤,用氨或形成氨的试剂对烟道气流进行处理之后,接下来 在本发明的方法中用过氧化氨水溶液对烟道气流进行处理,从而减少所述用SCR或SNCR处 理过的烟道气流中的残留的(未反应的或者其他未利用的)氨的浓度。

[0070] 将过氧化氨水溶液注入所述用SCR或SNCR处理过的烟道气流中,注入量足W与含 N&的烟道气流中包含的残留氨的至少一部分反应。相对于烟道气流中包含的氨的量,使用 的过氧化氨的量优选约为1/4摩尔&〇2/摩尔NHg至15摩尔H2O2/摩尔NHg。

[0071] 更优选地,过氧化氨与烟道气流中包含的氨的摩尔比优选约为1/2摩尔H2O2/摩尔 N&至10摩尔H2O2/摩尔N&。最佳的是,相对于烟道气流中包含的氨的摩尔量,过氧化氨的 用量是摩尔过量的。所述过氧化氨的用量最优选最高约为5摩尔&〇2/摩尔烟道气流中包 含的畑3。

[007引因为在本发明中使用过氧化氨的目标是除去残留氨(而不是在引入氨的SCR或SNCR步骤的上游添加),因此最大程度减少了过氧化氨所需的量,而不同于现有技术(如 Azuhata等的美国专利第4, 213, 944号),现有技术与氨的上游一起使用,催化N0x的还原 反应。

[007引与含畑3的烟道气流接触的过氧化氨的量宜足W将H202处理过的烟道气流中的氨 浓度减小到约小于10ppm(W体积计)畑3。在优选过量的情况下,过氧化氨与含畑3的烟道 气流的接触可W将&化处理过的烟道气流中氨的浓度减小到约小于5ppmNH3,在优选的温 度范围中,减小到约小于化pm畑3。

[0074] 可W使用常规的气-液或液体注入设备将所述过氧化氨水溶液注入所述含N&的 烟道气流中。优选通过一个或多个喷嘴,W雾化的细小喷雾的形式将所述过氧化氨水溶液 注入,即引入所述烟道气流中。应当对喷嘴进行设计,使得过氧化氨均匀地分布和良好地混 合到所述含N&的烟道气流中。对于极热的烟道气流,注射系统应当包括保证机构W确保 过氧化氨水溶液在引入热的烟道气流中之前不会变得过热(和易于分解)。

[0075] 用于本发明的过氧化氨水溶液可W具有很宽范围的水溶液浓度,优选水溶液包含 约10-50重量% &化,更优选水溶液包含约20-40重量% &化。在此浓度范围内的过氧化氨 水溶液可W容易地W稳定的&化溶液的形式从供应商处购得。

[0076]浓度高于50重量% &化的H2化水溶液也是可用的,但是需要严格的操作和安全措 施,因此最好加W避免。&〇2水溶液的H202浓度低于10重量%也是可行的,但是浓度较稀, 与使用小得多体积的较浓水溶液相比,要提供相同量的&〇2,需要较大的体积。

[0077] 在本发明中,可W任选地通过将一种或多种活化剂与所述过氧化氨水溶液结合使 用,从而提高或增大过氧化氨与残留氨的反应活性。可W在过氧化氨水溶液即将注入含N& 的烟道气流中之前将活化剂引入所述过氧化氨水溶液,或者可W在注入过程中将活化剂和 过氧化氨水溶液同时引入,前提是二者能够良好地混合。

[007引用于过氧化氨的活化剂包括金属离子(例如铁、铜、铺、铭、镶),金属(例如销, 银)和金属化合物(例如铺、铁、铜、钮的氧化物、氨氧化物或硫化物)。优选的活化剂是铁, 从示例的金属可W看出,还优选的是过渡金属,包括重金属。还可W使用金属活化剂的组 合,其中铁和铜是优选的协同组合。

[0079] 本发明中可W用作过氧化氨活化剂的其他物质包括氧化剂,例如臭氧,次氯酸盐 (例如次氯酸钢或次氯酸巧),亚氯酸盐(例如亚氯酸钢),氯酸盐(例如氯酸钢、氯酸钟或 氯酸儀),等等。

[0080] 所述过氧化氨活化剂可溶解的形式或者悬浮的形式引入过氧化氨水溶液中。 约为ppm级的少量的活化剂通常就足W提高过氧化氨的活性。用活化剂提高的过氧化氨的 活性不仅能够增大除去残留氨的量,而且还能使过氧化氨与烟道气中的其他组分,例如N〇x 反应。

[0081] 过氧化氨和残留氨反应所需的停留时间通常是非常短的,从几分之一秒,例如 0.01秒,到小于几秒的时间,例如最高约为5秒。优选的停留时间通常约小于2秒。最佳的 停留时间通常取决于烟道气流的温度,较高的气体温度会提供较快的反应。

[0082] 烟道气流中过氧化氨处理的温度范围通常取决于过氧化氨注入包含残留畑3的烟 道气流的位置或位点,位于SCR或SNCR处理的下游。上文对SCR和SNCR处理的讨论中指 出,用于该些N〇x处理过程的烟道气温度可W在很宽的范围内变化。

[0083] 一般来说,不需要对烟道气流进行特别的气体温度调节(即加热步骤或冷却步 骤)作为过氧化氨处理步骤的先决条件。在本发明中,过氧化氨的注入可W在SCR或SNCR 处理操作的下游出现的任意烟道气流温度下进行。

[0084] 因此,对于SCR处理过的烟道气流,所述过氧化氨处理可W在约250-1100。F的 烟道气流温度下进行。对于SCR处理过的烟道气流,优选所述过氧化氨注入步骤可W在约 250-800。F的烟道气温度下进行。

[0085] 对于SNCR-处理过的气流,其通常在高的烟道气流温度下进行SNCR处理,此时,所 述过氧化氨注入步骤可W在SNCR处理过的烟道气流温度约为250-1500°F的条件下进行, 优选约为250-1100°F,更优选约为250-800°F。可W通过将过氧化氨注入点设置在从电 力事业发电厂输送的烟道气流的节能装置的下游处,从而获得较低的优选温度。

[0086] 所述过氧化氨处理主要设及在SCR或SNCR步骤的下游除去烟道气流中残留畑3, 如上文所述,在本发明中,为此可W使用过量的过氧化氨(相对于烟道气流中的畑3过 量)。在与残留氨反应之后留下的任何过量残留的未反应的过氧化氨也可W与烟道气流中 的其他污染物反应,再将其它的污染物转化为毒害较轻或者比较容易除去的物质。

[0087] 所述容易与馬〇2反应的其他污染物包括SCR-处理过的或者SNCR处理过的烟道气 流中的未反应的NO;隶化g),其含量通常较少但是很重要,约等于或小于化pb;CO,其含量 通常小于5(K)ppm(W体积计);化及未反应的轻质姪。认为过氧化氨与NO的反应的结果是 形成N02和/或相关的物质,可W通过下文所述用任选的碱性试剂处理除去该些物质。因 此,在与残留氨反应之后剩余的任何过量的过氧化氨可W用来提高烟道气流中总体污染的 减少。

[008引碱性试剂处理

[0089] 在本发明的另一个实施方式中,还用碱性试剂对氨耗尽的烟道气流进行处理,W 进一步除去SCR或SNCR处理过的烟道气流中包含的残留N〇x。&化-处理过并且畑3-耗尽 的烟道气流中包含的残留N〇x物质通常是NO2和NO。所述残留NOX中的NO组分的浓度通常 较低,该是因为本发明的SCR或SNCR操作中的过量的氨能够促进NO转化为馬,另外,认为 N&去除步骤中任意过量的过氧化氨都能够促进NO转化为NO2。应当注意,&〇2-处理并且 N&-耗尽的烟道气流中残留的N02和NO去除的容易程度不同;NO2是水溶性的,因此更容易 反应,而NO相对来说是不溶于水的。

[0090] 所述碱性试剂用于包含残留N〇x的NH3-耗尽的烟道气流的湿处理或者干处理。可 W采用一些方法使所述碱性试剂与含N〇x的NH3耗尽的烟道气流接触。

[0091] 所述碱性试剂可WWW下的形式与烟道气流接触;(i)作为干吸着剂,例如通过 将干燥微粒吸着剂注入烟道气流中;(ii)作为微粒吸着剂与水混合物的浆液,例如通过将 微粒吸着剂的水性浆液注入烟道气流中;(iii)作为水溶性或部分水溶性的试剂在水性介 质中的溶液,例如通过喷雾干燥技术将所述试剂的水溶液注入烟道气流中;或者(iv)作为 水溶性或部分水溶性试剂的水溶液或者水性浆液,使用作为洗漆器/吸收器液体介质的水 性介质中有所述试剂的常规湿式漆气器或者吸收器。

[0092] 氨耗尽的烟道气流通常还包含残留N〇x,该烟道气流在本发明中用碱性试剂进行 处理,W免额外地除去烟道气流中包含的N〇x。所述畑3-耗尽的烟道气流的碱性试剂处理 通常在过氧化氨处理步骤的下游进行。所述碱性试剂处理可单步过程或者多步(例如 两步或两个阶段)过程进行。

[0093] 根据所述碱性试剂物质在被引入或注入含N〇x的烟道气流、或者W其它的方式与 含N〇x的烟道气流接触的时候,该碱性试剂物质与所述烟道气流中包含的N〇x反应或者W其 他方式结合、从而有效除去作为烟道气流污染物的N〇x组分的能力,对碱性试剂物质进行选 择。

[0094] 所述碱性试剂可W选自几种已知的碱性化合物中的任一种,但是优选是包含 NaHC〇3和/或化2〔〇3的苏打类试剂。所述碱性试剂还可W是石灰(CaO),熟石灰(Ca(OH)2) 或石灰石(CaC〇3),任选与苏打类试剂结合使用。

[0095] 优选用于本发明的碱性试剂是苏打类试剂,包括包含NaHC〇3的试剂W及包含 Na2C〇3的试剂,W及它们的组合。该苏打类碱性试剂包括含有NaHCO3的物质,例如天然 碱(包含NasCOs•NaHC〇3 • 2&0天然矿石),倍半碳酸钢(精制的或者重结晶的天然碱, 化2〇)3'NaHCOs'2&0),天然小苏打(包含NaHC〇3的天然矿石),碳酸氨钢(NaHCO3),W及碳 酸氨钢石(包含NasCA'SNaHCA的天然矿石)。苏打灰(化2〔〇3)是适合用于本发明的另一 种合适的碱性试剂。还可W将两种或更多种所述苏打试剂的混合物用作所述碱性试剂。天 然碱和苏打灰是优选的碱性试剂。

[0096] 我们认为烟道气流中的N〇x与作为含NaHCO3的苏打试剂的碱性试剂之间的相互作 用包括N02和NaHCO3反应,制得硝酸盐,W及副产物二氧化碳和水。通过烟道气流中包含的 水分和/或S〇2能够促进或者W其它的方式催化该反应。另外,认为在类似的反应中,氮烟 道气流与含NaHC〇3的苏打试剂接触的时候,烟道气流中残留的NO也能够与含NaHCO3的苏 打试剂反应。

[0097] 可能会发生W下另外的反应,包括用是含NaHC〇3的苏打试剂的碱性试剂对烟道气 流中包含的N02和SO2进行处理:

[009引 S02+1/2N02+2化肥03-化2S04+I/2N2+2CO2+H2O巧)

[0099] 反应(10)是看来似乎包括W下两个反应的总体反应:

[0100] S〇2巧NaHC〇3-化25〇3+&〇+〔〇2巧)

[0101]N02+2化2SO3-2化2SO4+I/2N2(10)

[0102] 通常将较为适中的量的碱性试剂引入与包含N〇x的烟道气流接触,用来除去残留 N〇x,该是因为上游的SCR或SNCR N〇x还原过程通常会显著减小烟道气流中的N〇x浓度。应 当了解烟道气流中的N〇x的浓度会根据上游的NO X还原过程是使用SCR还是SNCR而变化, 当使用SCR的时候,其通常的结果是NO躬化为N2的转化率为80-90%,当使用SNCR的时 候,其通常的结果是N〇x转化为N2的转化率仅仅约为50%。

[0103] 使用足量的碱性试剂(W干吸着剂或者W水性介质中试剂的形式)将碱性试剂处 理过的烟道气流中的N02浓度减小到约小于SCR处理过或者SNCR处理过的并且NHs耗尽的、 但是用碱性试剂处理之前的烟道气流中浓度的80%。较佳的是,所述碱性试剂处理足W将 处理过的烟道气流中的N02的含量减小到约小于SCR或SNCR处理过并且NH3耗尽的烟道气 流中的N02浓度的50%,更优选约小于30%。

[0104] 用于本发明的碱性试剂的量通常足W在与所述馬〇2-处理过的氨耗尽的烟道气流 接触的时候,将残留N02浓度减小到约小于50ppm(W体积计)N02。所述碱性试剂的用量 W及使用条件优选足W将排放到大气中的处理过烟道气流中的残留N02浓度减小到约小于 30ppmN02,更优选小于20ppmN〇2,最优选小于lOppmN02。

[010引 W&02-处理过并且畑3-耗尽的烟道气流中包含的N02的量为基准计,引入烟道 气流中并且与烟道气流接触的碱性试剂的量应提供至少一摩尔的钢(对于包含NaHC03或 崎哪的试剂)或者至少1/2摩尔的巧(对于CaO和其他含巧试剂),视情况而定。较佳的 是,W用苏打类碱性试剂处理的烟道气流中包含的N02的量为基准计,引入的碱性试剂的量 提供至少2摩尔的钢。

[0106] 如果碱性试剂W干微粒吸着剂的形式使用,则所述吸着剂优选与水混合物的形式 (例如作为浆液)引入烟道气流中,或者引入增湿的烟道气流中,该增湿的烟道气流有单独 引入的水分。认为含N〇x的烟道气流中加入或包含水分能够促进烟道气中的NO X与引入的 吸着剂的反应,促进N〇x从烟道气中去除。

[0107] 当碱性试剂W干的形式使用的时候,例如作为干吸着剂的形式,将微粒固体注入 烟道气流中的时候,所述试剂优选是含NaHCDs的化合物,选自上面提到的一种或多种含 NaHC〇3的物质,W细碎的形式使用。

[0108] 所述微粒碱性吸着剂应具有较小的粒度,W最大程度增大表面积-体积比,即从 而提高N02与碱性吸着剂之间的气-固相互作用的效果。所述苏打吸着剂的平均粒度应当 约小于100微米,优选约小于70微米,更优选约小于40微米。

[0109] 如果商业购得的微粒碱性吸着剂尚未满足该些粒度要求,可W使用常规的研磨或 者磨碎设备来达到该些吸着剂粒度目标。W上所述的干态注入的碱性吸着剂的粒度范围也 可W适用于W水性浆液形式注入烟道气流中的微粒状碱性试剂。

[0110] 使用常规的固体注入设备(例如包括吹风机或者其他气动注射装置的螺旋输送 器、旋转锁定阀(rotarylockvalve))将所述碱性吸收剂W干燥微粒固体的形式注入含 N02-的烟道气流中,前提是需要所述干吸着剂在整个烟道气流中均匀分散,W确保吸着剂 和N02在烟道气流中有效地相互作用。

[0111] 同样,可W使用常规的设备W水性浆液或者包含所述碱性试剂的水溶液的形式引 入碱性试剂,所述常规的设备包括例如固体/液体喷射注射器或者喷嘴或者溶液喷雾设 备,例如用于在导管中注入步骤或者喷雾干燥操作,使浆液或溶液液滴在整个烟道气流中 均匀而良好的分散。与试剂一起使用的水性液体介质在热的烟道气流中迅速蒸发,导致形 成仍然夹带在所述烟道气流中的微粒固体。

[0112] 烟道气流中夹带的固体可W是注入的干吸着剂颗粒或者干燥的微粒(来自浆液 或者溶液),可W在下游使用烟道气污染控制系统常用的固体回收设备俘获。该些固体收集 装置包括常规的静电沉积器或者袋滤室过滤器,通常用来从烟道气流除去飞灰和其它的固 体。

[0113] 如上文所述,例如可W使用包含水溶性试剂作为洗漆器/吸收器液体介质的常规 湿式漆气器或吸收器,使所述碱性试剂与烟道气流接触,所述碱性试剂为水溶性或者部分 水溶性试剂在水性介质中的溶液或者浆液的形式。

[0114] 在本发明的该个实施方式中,所述包含很低浓度的N&但是仍然包含残留NOX的烟 道气流通过所述湿式漆气器或者吸收器并与包含水溶性(或者部分水溶性)试剂的洗漆器 /吸收器液体接触。所述接触过程通常W逆流的方式进行。用于湿洗漆或吸收操作的优选 试剂是在水性介质中的苏打灰、石灰、熟石灰和石灰石。

[011引所得的烟道气流从所述洗漆器/吸收器排出,其中的N0x-含量显著耗尽。通常对 废的洗漆器/吸收器液体进行处理,W回收气流中吸收的污染物,然后用补充的碱性试剂 再循环,用于再利用。

[0116] 一般来说,正如过氧化氨处理的情况一样,作为碱性试剂处理步骤(无论是使用 干吸着剂进行或者使用在液体介质中的试剂进行)的先决条件,对于气流不需要特别的气 体温度调节(即加热或冷却步骤)。本发明的碱性试剂N〇x处理可W在SCR或SNCR处理步 骤的下游出现的任意烟道气流温度下进行。因此,所述烟道气温度的范围与W上关于过氧 化氨注入步骤所述的温度范围类似,所述过氧化氨注入步骤在所述碱性试剂N〇x处理步骤 的上游进行。

[0117] 因此,对于SCR处理过的烟道气流,所述碱性试剂N〇x处理可W在约250-1100。F 的烟道气流温度下进行。对于SCR处理过的烟道气流,所述烟道气温度优选约250-800°F。

[0118] 对于SNCR-处理过的气流,其通常在高的烟道气流温度下进行SNCR处理,此时,所 述碱性试剂N〇x处理可W在SNCR处理过的烟道气流温度约为250-1500°的条件下进行,优 选约为300-1100。F,更优选约为250-800°F。可W通过将碱性试剂N〇x处理位点设置在 从电力事业发电厂输送的烟道气流的节能装置的下游处,从而获得较低的优选温度。

[0119] 脱硫

[0120] 用来促进含N〇x和SO X的烟道气流的NO X还原的本发明还可W与脱硫操作结合使 用,用来减少或者显著除去s〇x,例如S〇2和/或SO 3。

[0121] 该些任选的脱硫单元操作可W在本发明的N&和N〇x处理步骤的上游或者下游进 行,或者甚至在&〇2注入位点的下游,但是在本发明的NO X碱性试剂处理的上游进行。较佳 的是,所述脱硫操作在本发明的处理步骤的下游,对N&-和N〇x-耗尽的烟道气流进行。当 采用湿法脱硫操作的时候,尤其如此,因为排出的烟道气流在通过湿式漆气器或者吸收器 的时候,其温度显著降低。

[0122] 所述燃烧烟道气流中的S〇x主要是二氧化硫(SO2)和S氧化硫(S〇3)。该些S〇x组 分通常在含硫(酸性)燃料燃烧过程中形成,所述含硫燃料包括例如煤、焦炭或石油,该些 含硫燃料(无论是低硫或者高硫)燃烧形成的烟道气流最终都包含s〇x污染物。

[0123]二氧化硫是烟道气流中的主要S〇x组分,产生的S氧化硫SO3的量远小于S〇2。来 自燃煤锅炉的烟道气流中的S〇2的浓度通常是显著的,例如约包含0. 01-0. 5体积%的SO 2, 通常约0. 05-0. 3体积%的S化。

[0124] 来自燃煤锅炉的烟道气流中S〇3的常规浓度约为10ppm-30ppm(W体积计)SO3。 如前文所述,从烟道气流除去N〇x组分的污染控制操作,例如通过选择性催化还原(SCR)进 行的操作,经常会导致S〇3浓度发生不希望有的增大,该是通过在SCR处理过程中对烟道气 流中的S化的催化氧化形成的,使得SO3的含量可W为常规含量两倍,例如达到约20-6化pm S〇3或者更高。同样,一些燃料中包含的催化金属,例如饥或镶可能会导致生成另外的=氧 化硫。

[0125] 希望在将烟道气流排放到大气中之前,通过脱硫步骤从燃烧烟道气流中除去该些 S〇x污染物,或者减小它们的浓度。该些脱硫操作可W很容易地结合到利用本发明提高NOX 去除效果的综合的空气污染控制系统中,用来处理包含N〇x和SOX的燃烧烟道气流。

[01%] 用来除去S〇2和/或SO3的脱硫工艺是空气污染控制领域众所周知的。气-液接 触器或吸收器被广泛用来使用含碱性试剂的水性介质从废烟道气流除去S〇2,例如使用石 灰、石灰石或苏打灰(亚硫酸氨钢)的湿法洗漆系统。

[0127] 用来对烟道气流进行特殊的处理W减小S〇3浓度的常规技术在湿法洗漆、浆液注 入或干吸着剂注入步骤中使用碱性试剂。一些现有技术的脱硫步骤能够有效地除去S〇2和 S〇3。

[0128] 本发明适合用于许多常规的脱硫系统,不管是概括地用来除去S〇x组分,或者具体 除去S〇2或S〇3。当所述脱硫系统与本发明结合使用的时候,所述脱硫系统优选设置在下游, 用来对根据本发明进行处理得到的N&和NOX耗尽的烟道气流进行脱硫。湿法脱硫系统优 选与本发明结合使用,特别是使用石灰、石灰石或者苏打灰的湿法洗漆脱硫系统。

[0129] 在烟道气流包含很高浓度的S〇3的时候,可能希望采用上游脱硫。可W采用在含 N〇x和SO X的烟道气流的氨处理的上游处注入干的苏打类吸剂或形成浆液的苏打类吸着剂 除去大部分的S〇3。该种上游S〇x处理的优点是可W例如在SCR操作中使用过量的氨,同时 不会增大过量的氨与S〇3反应形成硫酸氨锭或者其他硫盐的可能性,该些硫盐的形成可能 会在烟道气管道或者单元操作设备中导致不希望有的沉积。

[0130] 下述非限制性的实施例说明了本发明的优选实施方式。 实施例

[0131] 实施例说明了将本发明的优选实施方式用于对来自使用高硫煤的燃烧锅炉的烟 道气流的N〇x和S〇x处理。该工艺W连续的方式操作,在实施例中假设采用常规的稳态条件。 附图显示了该优选实施方式的一个示例性流程图;图中的编号和字母包括在下文对工艺的 描述中。提到的气体组分的浓度单位W体积计,为百分比(% ),百万分之份数(ppm)或十 亿分之份数(ppb)。

[0132]用于该实施例的燃烧单元的煤是包含2重量%硫的高硫煤。所述燃烧炉用预热 的空气进行操作,假设煤中1%的硫转化为从燃烧单元排出的烟道气中的S〇3。排出的燃烧 烟道气流1包含约百万分之900份(卵m)的S〇2,约9ppm的SO3W及约42化pm的NOX,即 400ppmNO和约 20ppmN02。

[0133] 下面来看附图,使燃烧烟道气流1通过节能装置A,该节能装置A是气-液热交换 单元,其将热的燃烧烟道气流1的温度从约900°F降至约700°F。冷却介质是水(图中 未显示),该冷却介质首先在节能装置A中进行加热,然后输送到与燃烧炉相连的锅炉。

[0134] 从节能装置A排出的冷却的烟道气流2的组成基本上与烟道气流1相同,然后在 选择性催化还原反应器A中进行处理,W减少其N〇x含量。当烟道气流通过SCR反应器B中 的催化剂床的时候,该选择性催化还原(SCR)单元操作使化学计量过量的氨3与烟道气流2 中包含的N〇x反应。氨3的用量相当于与烟道气流2中包含的NOX反应所需的化学计算量 的两倍。

[01巧]在SCR反应器B中N〇x的催化还原反应减少了烟道气流中的NO含量,生成了N2和 水。该催化反应通过将少量的S〇2转化为SO3,还增大了SCR处理过的烟道气中的S〇3含量。

[0136]从SCR单元操作B排出的烟道气流4包含约89化pm的S化W及约18ppm的SO3和 减少含量的N〇x,约50ppm的N〇x。所述烟道气流4还包含残留的未反应的氨,含量约lOppm 的畑3,该是因为氨是过量使用的,因此在SCR反应器B中与N〇x进行选择性催化还原的时 候没有完全反应。

[0137] 使用过氧化氨5对包含残留畑3的烟道气流4进行处理,如附图中的方块C所示, 在&〇2注射单元操作中,将过氧化氨注入烟道气流4中。所述过氧化氨5是包含35重量% &化的水溶液,通过烟道气导管中的喷嘴将所述水溶液注入烟道气流4中,引入量为在烟道 气流4中提供2摩尔&〇2/摩尔残留NHs。方框C显示的&〇2注入处理足W将排出的气流6 中的氨含量减小到约化pmNHs,相比之下,处理前的烟道气流4中的氨含量为lOppmNHs。 [013引所述烟道气流6包含约45ppmN0x,约:3卵m畑3,约890卵mS02W及约18ppmSO3, 然后用碱性试剂对其进行处理。所述碱性试剂7是微粒天然碱,将此天然碱W干粉末的形 式气力输送并注入烟道气流6中。微粒天然碱是包含NasCOs•NaHC03,2&0的天然矿石,W 平均粒度约小于40微米的磨细粉末的形式使用。

[0139] 在图中的干注入操作D中,引入天然碱7,使其与烟道气接触,W进一步减少烟道 气流6中的N〇x含量。位于天然碱注入操作D下游的处理过的烟道气流8包含减少含量的 N〇x,小于40卵m N〇x。

[0140] 接下来使天然碱注入操作D下游的烟道气流8通过空气预热器E,该空气预热器E 是气-气热交换单元,将烟道气流8的温度从约700°F降至排出的气流9的约330°F。 所述空气预热器E中的冷却介质是空气(图中未显示),该空气在空气预热器E中加热,然 后导向燃烧炉,使煤燃烧。

[0141] 从空气预热器E排出的烟道气流9导向一个或多个静电沉积器巧SP),图中显示为 标有ESP的方框F,用来从烟道气流9除去夹带的固体,即微粒。所述烟道气流9中夹带的 固体包括煤燃烧产生的飞灰,W及在天然碱与烟道气流中的N〇x反应之后产生的废天然碱。 不含固体的ESP处理过的烟道气作为烟道气流10从静电沉积器操作F排出。作为流体11 除去的ESP固体送到填埋场处理。

[0142] 所述ESP处理过的烟道气流10具有减小的低畑3浓度,与SCR反应器B上游的燃 烧烟道气流2相比,前者的N〇x含量也显著减小;ESP操作F下游的烟道气流10包含约化pm N&和小于40卵m N〇x。

[0143]优选对包含S〇x的烟道气流10进行脱硫步骤(图中未显示)W减小其SO2和SO3 含量,然后将烟道气排放到大气中。使用石灰、石灰石或苏打灰之类的碱的湿法脱硫洗漆操 作是众所周知的用来对含s〇x的烟道气流进行脱硫的步骤。

[0144] 本领域的普通技术人员要理解,在不偏离本发明的概括的原理的情况下可W对上 述实施方式进行变化。因此,要理解,本发明并不限于所揭示的具体实施方式,而是覆盖所 附权利要求书所限定的本发明精神和范围之内的修改。

Claims (22)

1. 一种用来从烟道气流除去NO x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^、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NO x的烟道气流;以及 随后将水性过氧化氢溶液与活化剂组合注入包含未反应的残留氨的烟道气流中,在过 氧化氢注入点所述烟道气流的温度为250-800° F,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NO x的量为基准计,弓丨 入烟道气流中的氨的量足以使化学计量过量至少50%。
3. 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1/4至15摩尔的H 2O2/摩尔NH3。
4. 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小于lOppm。
5. 如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述烟道气流包括来自电力事业发电厂的 燃烧烟道气,所述过氧化氢注入点位于该发电厂节能装置的下游。
6. -种用来从烟道气流除去NO x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; 随后将水性过氧化氢溶液和活化剂的组合注入包含未反应的残留氨的烟道气流中,在 过氧化氢注入点所述烟道气流的温度为250-800° F,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N0X&度减小的烟道气流。
7. 如权利要求6所述的方法,其特征在于,以烟道气流中包含的NO x的量为基准计,弓丨 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50%。
8. 如权利要求6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1/4至15摩尔的H 2O2/摩尔NH3。
9. 如权利要求6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小于10ppm。
10. 如权利要求6所述的方法,该方法还包括将氨注入烟道气流的操作与用来处理燃 烧烟道气流的选择性催化剂还原操作相结合。
11. 如权利要求10所述的方法,其特征在于,在选择性催化剂还原操作过程中,燃烧烟 道气流的温度为300° F至800° F。
12. 如权利要求10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小于5ppm。
13. 如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述碱性试剂选自:苏打灰、天然碱、倍半 碳酸钠、天然小苏打、碳酸氢钠、碳酸氢钠石、石灰、熟石灰、石灰石和它们的混合物。
14. 如权利要求6所述的方法,其特征在于,通过将平均粒度小于100微米的干燥微粒 吸收剂注入烟道气流中,使所述碱性试剂以干吸收剂的形式与烟道气流接触。
15. 如权利要求6所述的方法,其特征在于,通过将碱性试剂以微粒吸收剂与水混合物 的浆液的形式,将该所述含碱性试剂的浆液注入或喷入烟道气流中,使所述碱性试剂与烟 道气流接触。
16. 如权利要求6所述的方法,其特征在于,通过将所述碱性试剂以至少部分溶解在水 性介质中的溶液的形式,将所述含碱性试剂的溶液注入或喷入所述烟道气流中,使得碱性 试剂与烟道气流接触。
17. 如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述碱性试剂以该试剂在水性介质中的溶 液或浆液的形式,在湿式涤气器或者吸收器中与所述烟道气流接触。
18. 如权利要求6所述的方法,其特征在于,使足量的碱性试剂与氨耗尽的烟道气流接 触,从而将碱性试剂处理过的烟道气流中的NO x浓度减小到小于氨耗尽的烟道气流中的NOx 浓度的50%。
19. 如权利要求6所述的方法,其特征在于,将所述碱性试剂引入氨耗尽的烟道气流 中,还包括在引入所述试剂之后,对烟道气流进行固体回收操作。
20. 如权利要求19所述的方法,其特征在于,所述固体回收操作选自袋滤室过滤和静 电沉积。
21. 如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述含NO x的烟道气流还包含SO x作为污 染物,该方法还包括对所述NOx耗尽的烟道气流进行脱硫操作。
22. -种用来从包含NO SO 烟道气流除去NO x的系统,该系统包括: 用来减少燃烧烟道气中的NOx含量的选择性催化还原单元或者选择性非催化还原单 元,其中,将氨或者形成氨的化合物作为用来还原试剂注入包含NO SO以勺燃烧烟 道气流中; 位于NOx还原单元下游的过氧化氢注入操作,在此操作中,在250-800° F的烟道气流 温度下将水性过氧化氢溶液和活化剂的组合注入含氨的烟道气流中,用来与烟道气流中包 含的残留氨反应;以及 位于过氧化氢注入操作下游的碱性试剂处理操作,在此碱性试剂处理操作中,使碱性 试剂与氨耗尽的烟道气流接触,从而与气流中包含的NOx反应。
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