CN102527230B - 用来保护scr催化剂和控制多种排放物的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明一般涉及用于锅炉、加热器、窑、或者其它的会产生烟气或燃烧气体的装置(例如设置在发电站、炼油厂等地的装置)的排放物控制设备领域，具体涉及可以用来防止SCR催化剂的中毒和/或污染的新颖有效的方法和设备。在另一个实施方式中，本发明的方法和设备设计用来保护SCR催化剂，同时提供排放物控制。

Description

用来保护SCR催化剂和控制多种排放物的系统和方法

发明领域和背景

1.发明领域

本发明一般涉及用于锅炉、加热器、窑、或者其它的会产生烟气或燃烧气体的装置(例如设置在发电站、炼油厂等地的装置)的排放物控制设备领域，具体涉及可以用来减少或防止SCR催化剂的中毒和/或污染的新颖有效的方法和设备。在另一个实施方式中，本发明的方法和设备设计用来保护SCR催化剂。

2.相关领域描述

NO_x表示在燃烧过程中产生的以下物质总体累积的排放物：一氧化氮(NO)，二氧化氮(NO₂)，以及痕量的其它的氮的氧化物。任何化石燃料的燃烧都会产生一定量的NO_x，这是由于高温以及来自空气和燃料的氧和氮形成的。可以采用低NO_x燃烧技术以及燃烧后技术来控制NO_x排放物。一种所述燃烧后技术包括选择性催化还原(SCR)体系，在此体系中，催化剂促进NO_x与反应物(通常是氨)之间的化学反应以生成分子氮和水蒸气。

SCR技术在世界范围内被用来控制燃烧源排放的NO_x排放物。早在二十世纪七十年代晚期的日本、二十世纪八十年代晚期的德国、以及二十世纪九十年代晚期的美国，该技术已经被用于对电站锅炉排放的NO_x进行控制。人们设计的工业规模的SCR原则上在500-900°F的温度范围内操作，但是通常温度范围为550-750°F。人们通常将SCR设计成能够在最大程度可允许的氨逸出情况下满足特定的NO_x减少效率。氨逸出表示从SCR排出的未反应的氨的浓度，单位为体积ppm。

关于在工业和发电工业中所采用的NO_x去除技术的进一步细节，读者们可参见《蒸汽/其产生和应用(Stezm/its generation and use)》，第41版，Kitto和Stultz编，著作权2005，美国俄亥俄州巴比顿市的拜德考克和威尔考克斯公司(The Babcock & Wilcox Company，Barberton，Ohio，U.S.A.)，具体参见第34章，-氮的氧化物的控制，其内容参考结合入本文中，相当于全文列于本文。

EPA发布的规定承诺要提高装有SCR的电站锅炉的比例。通常希望设计的SCR获得约90％的最高效率。该极限不是由SCR达到更高水平的NO_x破坏能力的理论极限所限定的。相反地，该极限是为了防止过高的氨逸出量而确定的实际极限。以下对该问题进行解释。

在SCR中，根据以下一个或多个反应(a)到(d)的化学计量关系，氨与NO_x发生反应：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O (a)

12NO₂+12NH₃→12N₂+18H₂O+3O₂ (b)

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O (c)

NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O (d)。

以上催化反应使用合适的催化剂进行。例如在Chu等人的美国专利第5,540,897；5,567,394和5,585,081号中对合适的催化剂进行了讨论，所有这些专利都结合入本文中，相当于全文引入本文中。催化剂配方通常属于以下三类中的一种：贱金属、沸石和贵金属。

贱金属催化剂使用氧化钛与少量的钒、钼、钨、或者若干其它活性化学试剂的组合。贱金属催化剂具有选择性，在特定温度范围内进行操作。贱金属催化剂的主要缺点在于容易将SO₂氧化为SO₃；氧化的程度基于催化剂化学配方而变化。所形成的一定量的SO₃会与遗留的氨反应，形成各种硫酸铵盐。

沸石催化剂是能够起到与贱金属催化剂相似的功能的铝硅酸盐材料。沸石催化剂的一个潜在的优点是具有大约970°F(521℃)的较高的操作温度。这些催化剂也能将SO₂氧化为SO₃，必须与烟气条件小心地匹配。

贵金属催化剂通常由铂和铑制备。贵金属催化剂也需要仔细考虑烟气的组成以及操作温度。这些催化剂能够有效地还原NO_x，同时它们也会在适当的温度条件下作为氧化催化剂，将CO转化为CO₂。但是，由于贵金属催化剂会将SO₂氧化为SO₃，同时材料成本较高，因此经常降低所述贵金属催化剂的吸引力。

本领域技术人员们已经了解，当各种SCR催化剂被各种化合物污染的时候，它们会发生中毒，所述各种化合物包括但不限于某些磷化合物，例如氧化磷(PO)或五氧化二磷(P₂O₅)。另外，在各种基于煤炭的燃料中发现或产生的含钾(K)、钠(Na)和磷(P)的某些化合物会在全尺度单元和滑流单元中造成SCR催化剂的快速失活。在这些燃料中，钾和钠主要是有机结合的无机物或水溶性盐的形式(例如见Steenari等的；能量和燃料(Energy and Fuels)；第18卷(2004)6，第1870-1876页)。在燃料中的这种结合形式使得钾和钠在燃烧过程中可以很容易地蒸发。磷也可以包含在燃料中，为有机键合(生物物质)或无机键合(如粉河流域(Powder River Basin，PRB)煤炭)的形式。在炭燃烧过程中，由于以下所示的碳热还原反应，磷释放到气相中：

P₂O₅(固相化合物)+3C(s)→2PO(g)+3CO(g)。

(例如参见Hino等人的ISIJ国际(ISIJ International)，第48卷(2008)7，第912-917页)。特别是对于生物物质，磷由于燃烧过程本身而释放到气相中，而不管燃烧是分步的或者未分步的，这是因为磷以有机方式与燃料结合或结合在燃料中。

更具体来说，当SCR催化剂接触充满尘埃的烟气的时候，会发生很多种机理，包括填塞、掩蔽和中毒，使得催化剂失活，使得催化剂的性能随时间推移而降低。在燃烧东部民用煤(即在美国东部开采的煤)的时候，所遇到的最常见的催化剂中毒情况是砷中毒。在燃烧西部民用煤(即在美国西部开采的煤)的时候，所遇到的最常见的催化剂中毒情况是磷中毒，硫酸钙是最常见的掩蔽机理。在生物物质燃烧过程中遇到的最常见的催化剂中毒通常是由于钾和钠，或者含钾和含钠的化合物造成的。一种将用过的催化剂再循环的方法是被称为再生清洗或复原的工艺。再生工艺的起始步骤包括通过用各种可以溶解有毒物质的化学浴加工催化剂，从而除去这些有毒的化学物质。尽管该处理工艺确实能够实现极佳的除去所需除去的有毒物质的效果，但是该工艺也会产生具有极高的砷浓度的废水。

另外，本领域技术人员已知，在全世界范围内，人们使用选择性催化剂还原(SCR)技术来控制高温(550°F-750°F)燃烧源放出的NO_x排放。早在二十世纪七十年代晚期的日本、二十世纪八十年代晚期的德国、二十世纪九十年代晚期的美国、在中国则是从2000年开始，高温SCR技术已经被用于对电站锅炉排放的NO_x进行控制。SCR系统的功能是使得NO_x与氨(NH₃)和氧气反应，形成分子氮和水。由于预期人们对NO_x排放极限的要求会更低，人们越来越多地需要在美国和加拿大的燃烧褐煤的燃煤发电厂控制NO_x排放。一些燃烧褐煤的工厂已经在采用改进型SCR工艺来控制NO_x。在不久的将来，其它的工厂将会跟随这个趋势。另外，对于使用或不使用SCR的现有的工厂，将煤炭和生物物质共同燃烧的趋势也在持续增加。一些较老的工厂完全由燃烧煤粉转变为燃烧粉末化的生物物质。这些工厂甚至会单单燃烧生物物质，或者将生物物质与煤炭共同燃烧，它们不得不遵守严格的NO_x排放标准。最有效的符合低NO_x排放要求的方法是采用SCR技术。这些工厂的SCR性能的主要问题在于催化剂的失活。褐煤和生物物质燃料都包含钾、钠和磷以及/或者各种钾、钠和磷化合物，已知它们会造成催化剂中毒。这些会造成催化剂中毒的物质会攻击催化剂，导致催化剂随着时间的推移失活，由此缩短催化剂的活性寿命周期。失活的结果是催化剂无法再用来有效地更长时间进行NO_x还原。因此，失活会导致催化剂的有效寿命周期缩短，需要更频繁地更换催化剂，以便符合NO_x排放标准。尽管人们提出了一些催化剂候选样，声称通过在催化剂配方中使用钼，使得他们的催化剂具有抗砷中毒能力，但是迄今为止，尚无能够耐受各种钾、钠和磷化合物、它们的元素态物质或离子态物质造成的中毒的催化剂投放市场。

另外，除了控制NO_x排放以外，还必须对其它的排放物进行控制，以符合各个州、EPA和/或清洁空气法(Clean Air Act)的规定。一些需要考虑的锅炉、加热器、窑、或者其它的会产生烟气或燃烧气体的装置(例如设置在发电站、炼油厂等处的装置)的其它排放物控制包括但不限于汞、SO_x、以及某些微粒。

鉴于以上，人们需要一种在经济上和环境上合适的方法和/或系统，在任何气态钾、钠和磷化合物、它们的元素态物质或离子态物质使得SCR中的催化剂中毒之前，从燃烧工艺将其除去。

发明内容

本发明一般涉及用于锅炉、加热器、窑、或者其它的会产生烟气或燃烧气体的装置(例如设置在发电站、炼油厂等地的装置)的排放物控制设备领域，具体涉及可以用来减少或防止SCR催化剂的中毒和/或污染的新颖有效的方法和设备。在另一个实施方式中，本发明的方法和设备设计用来保护SCR催化剂。

因此，本发明的一个方面涉及一种用来延长SCR催化剂的活性寿命的方法，该方法包括以下步骤：(a)在所述烟气进入SCR之前，为加热炉或锅炉的燃烧区或烟气流提供至少一种具有高岭土的化合物；以及(b)在所述烟气进入SCR之前，使得所述至少一种具有高岭土的化合物与燃烧区内或烟气中存在的任何气态钾和/或钠化合物或含钾和/或含钠的化合物反应。

在本发明的另一个方面，提供了一种用来延长SCR催化剂的活性寿命的方法，该方法包括以下步骤：(i)为加热炉或锅炉的燃烧区提供至少一种具有高岭土的化合物；(ii)在烟气进入SCR之前，使得所述至少一种具有高岭土的化合物与燃烧区中存在的任何气态钾和/或钠化合物或含钾和/或含钠化合物反应，所述具有高岭土的化合物选自以下的一种或多种：含高岭土的粘土，含高岭石的粘土，高岭石，或者它们两种或更多种的混合物。

在本发明的另一个方面，提供了一种用来以一种或多种反应活性较低的含铝硅酸钠或含铝硅酸钾的化合物的形式隔离一种或多种钾和/或钠化合物、或者含钾和/或含钠的化合物的方法，所述方法包括以下步骤：(A)为加热炉或锅炉的燃烧区或烟气流提供至少一种具有高岭土的化合物；以及(B)使得所述至少一种具有高岭土的化合物与燃烧区内或烟气中存在的任何钾和/或钠化合物或含钾和/或含钠的化合物反应，形成一种或多种反应活性较低的铝硅酸钠或铝硅酸钾化合物。

在本发明的另一个方面，提供了一种用来延长SCR催化剂的活性寿命、同时控制气体中的汞的方法，该方法包括以下步骤：(I)在烟气进入SCR之前，为加热炉或锅炉的燃烧区或烟气流提供至少一种具有高岭土的化合物；(II)在烟气进入SCR之前，向加热炉或锅炉的燃烧区或烟气流提供至少一种含铁卤化物；(III)在烟气进入SCR之前，使得所述至少一种具有高岭土的化合物的高岭土部分与所述燃烧区或烟气中存在的任意气态的钾和/或钠化合物、或者含钾和/或含钠的化合物反应；(IV)在烟气进入SCR之前，使得所述至少一种含铁的卤化物的铁部分与燃烧区或烟气中存在的任意气态磷化合物或含磷化合物反应；以及(V)使得所述至少一种含铁的卤化物的卤化物部分与燃烧区或烟气中存在的任意气态汞化合物或含汞化合物反应。

在本发明的另一个方面，提供了一种用来以一种或多种反应活性较低的含铝硅酸钠或含铝硅酸钾的化合物的形式隔离一种或多种钾和/或钠化合物、或者含钾和/或含钠的化合物，并且以反应活性较低的含铁-磷化合物的形式隔离一种或多种磷化合物或含磷化合物、同时隔离汞的方法，所述方法包括以下步骤：(1)为加热炉或锅炉的燃烧区或烟气流提供至少一种具有高岭土的化合物；(2)为加热炉或锅炉的燃烧区或烟气流提供至少一种含铁卤化物；(3)使得所述至少一种具有高岭土的化合物的高岭土部分与所述燃烧区或烟气中存在的任意气态的钾和/或钠化合物，或者含钾和/或含钠的化合物反应，形成一种或多种反应活性较低的含铝硅酸钠或含铝硅酸钾的化合物；(4)使得所述至少一种含铁的卤化物的铁部分与所述燃烧区或烟气中存在的任意的气态磷化合物或含磷化合物反应，形成一种或多种反应活性较小的含铁-磷的化合物；(5)使得所述至少一种含铁的卤化物的卤化物部分与所述燃烧区或烟气中存在的任意气态的汞化合物或含汞化合物反应。

在所附权利要求书中具体指出了作为本发明特征的新颖性的各个特点，这些特点形成本发明的一部分。为了更好地理解本发明、本发明的操作优点以及与其应用相关的具体益处，参照附图和详述举例说明本发明的示例性实施方式。

附图简要说明

唯一的附图是显示包括SCR系统的常规化石燃料燃烧设备的示意图，图中包括用来实施本发明的方法的系统。

发明内容

尽管本发明描述的是使用氨作为NO_x还原剂的SCR系统，而且出于经济性的考虑，氨是通常优选的，但是本发明不仅限于基于氨的系统。本发明的原理可以用于任何使用含氨化合物的系统。当用于本发明的时候，术语“含氨化合物”包括以下化合物，例如脲、硫酸铵、氰脲酸以及有机胺和氨(NH₃)。除了氨以外，也可以将这些化合物用作还原剂，但是如上所述，出于经济的考虑，氨经常是优选的。也可以使用一些非氨类化合物，例如一氧化碳或甲烷，但是这样会降低功效。

在本文中，术语″具有......的化合物″和″含......的化合物″可以互换使用。例如，术语″具有高岭土的化合物″和″含高岭土的化合物”如上所述含义相同，可以互换使用。很显然，这一规则适用于本文中使用相同结构的所有术语。另外，在本文中，术语″气相″包括和/或包含气态的一种或多种化合物，或者气溶液状态的相同的一种或多种化合物。另外，在本文中，术语″物质″同时包括处于离子形式/状态的化合物和/或元素以及处于原子形式/状态的化合物和/或元素。

尽管本发明结合锅炉或化石燃料锅炉进行了描述，但是本发明的范围不限于此。相反地，本发明可以用于任何能够产生NO_x的燃烧源，无论该燃烧源是否与锅炉或水蒸气发生器联合使用。例如，本发明可以组合用于窑、加热器、或者任何其它种类的会部分或全部地产生含NO_x的烟气或燃烧气体的燃烧工艺。因此，以下的描述仅仅是示例性的。

如附图所示，本发明可以应用于锅炉设备，该设备包括用来从烟气中除去硫氧化物的湿烟气脱硫(WFGD或湿式气体洗涤器)，如图中的右上侧所示。在此结构中，通常在所述湿式气体洗涤器之后(相对于流过系统的烟气方向)设置有微粒收集装置(PCD)，优选是织物过滤器(FF)或袋式过滤器，或者静电集尘器(ESP)。如果需要的话，还可以为其提供湿式静电集尘器(湿式ESP或WESP)，其可以作为除去细小微粒或SO₃的终端“精制(polishing)”阶段。或者，如附图的右下侧所示，本发明可以用于使用喷雾干燥器设备(SDA)或干式气体洗涤器从烟气中除去硫氧化物的系统。在此结构中，通常在所述SDA或干式气体洗涤器之后(相对于流过系统的烟气方向)设置有微粒收集装置(PCD)，优选是织物过滤器(FF)或袋式过滤器，或者静电集尘器(ESP)，甚至是湿式静电集尘器(湿式ESP)。

另外，本发明还适合用于任何的会因为基于磷、钾和/或钠的化合物而中毒从而受到负面影响的SCR催化剂，所述基于磷的化合物是例如但不限于H₃PO₄，PO或P₂O₅，基于钾的化合物是例如但不限于氯化钾(KCl)和/或硫酸钾(K₂SO₄)，基于钠的化合物是例如但不限于氯化钠(NaCl)和/或硫酸钠(Na₂SO₄)。因此，本发明不限于任何一类SCR催化剂，而是可以广泛地用于很宽范种类的SCR催化剂体系。适合用于本发明的催化剂体系包括但不限于蜂窝体、板状或波形结构。

在一个实施方式中，本发明涉及降低粉河流域(Powder River Basin)(PRB)煤燃烧设备中的SCR催化剂失活速率。需要注意，尽管本发明结合PRB煤进行了描述，但是本发明不限于此。相反的，本发明可以广泛地适用于任何的SCR催化剂会由于以下物质中毒的情况：一种或多种气态磷化合物，一种或多种气态钾化合物，一种或多种气态钠化合物，以及/或者两种或更多种上述化合物的任意组合。

在一个实施方式中，怀疑在分段燃烧和其它设备中，PRB煤中的磷会导致快速失活。我们怀疑该失活现象是由于碳热还原反应释放的气相磷造成的。在此反应中，在氧气不足的情况下，含磷化合物会通过以下反应释放出气相的磷：

P₂O₅(固相化合物)+3C(s)→2PO(g)+3CO(g)。

该气相磷与催化剂中的活性位点相结合，使得用于NO_x还原的活性位点失活。由于该失活现象，SCR催化剂无法以像未使用过的催化剂那样高的性能水平进行NO_x还原过程。

在另一个实施方式中，我们怀疑PRB煤和/或生物物质中的钾、钠、含钾化合物和/或含钠化合物会在分段燃烧和其它的单元中造成快速失活。尽管不希望被任何一种理论所限制，但是我们怀疑这种失活是由于在煤和/或生物物质中存在各种钾和/或钠化合物，而在燃烧过程中释放出气相的钾和/或钠造成的。在此情况下，所述碱金属离子和/或原子的释放是由于煤和/或生物物质燃烧所采用的温度以及随之带来的上文所述钾和/或钠化合物的蒸发和/或解离造成的。

所述气相的钾和/或钠离子和/或原子与催化剂内的活性位点结合，导致这些位点对NO_x还原失活。由于该失活现象，SCR催化剂无法以像未使用过的和/或“新鲜的”催化剂那样高的性能水平进行NO_x还原过程。

在一个实施方式中，本发明涉及防止在燃烧环境中形成气相钾、钠和/或磷物质，从而降低、减缓和/或消除SCR失活速率的系统和方法。在一个实施方式中，本发明通过在燃烧之前向PRB煤中加入至少一种具有高岭土的化合物、至少一种含铁化合物或者它们的任意合适的组合，达成了上述目标。

在一个实施方式中，本发明的具有高岭土的化合物是任意的含高岭土的化合物(例如高岭石，其为包含在高岭土粘土中的矿物质，化学组成为Al₂Si₂O₅(OH)₄)。因此，在本文中，″高岭土″表示和包括任何其中包含足量的高岭土的粘土(例如包含至少25重量％的高岭土的任何粘土)，或者包含足量的矿物高岭石(Al₂Si₂O₅(OH)₄)的任何粘土或者其它的化合物(例如任何包含至少25重量％的高岭石的粘土或其它的化合物)。在另一个实施方式中，所述含高岭土的化合物中高岭土的含量至少约为30重量％，至少约为40重量％，至少约50重量％，至少约为60重量％，至少约为70重量％，至少约为75重量％，至少约为80重量％，至少约为90重量％，甚至至少约为95重量％。在另一个实施方式中，不考虑高岭土的含量，任何包含高岭土的化合物均可用于本发明，只要其高岭土含量至少约为10重量％即可。在此处以及说明书和权利要求书中的其它部分，可以将独立的范围值结合起来得到另外的以及/或者未揭示的范围。尽管不希望被任何一种理论所限制，但是认为高岭土的铝硅酸盐部分与由于包含各种钾、钠和/或磷化合物的煤和/或生物物质的燃烧产生的“游离的”钾和/或钠离子反应，形成铝硅酸钾和/或铝硅酸钠化合物(例如NaAlSi₃O₈和KAlSi₃O₈)。由此可以对原本处于“游离”状态而使得SCR催化剂中毒的钾离子/原子和/或钠离子/原子进行隔离。

对于燃烧气体中包含的任何磷化合物，通过如上文所述，将一种或多种含铁化合物与具有高岭土的化合物结合，隔离这些磷化合物。因此，在一个实施方式中，本发明能够对选自钾、钠、磷和它们的任意组合的多种物质进行隔离。

在一个实施方式中，本发明的含铁化合物是任意的能够在锅炉、加热炉、发电站等设施的常规燃烧环境下发生还原的铁化合物(例如铁氧化物化合物)。在一个具体实施方式中，所述含铁化合物是氧化铁(III)(Fe₂O₃)，也被称为红色氧化铁或赤铁矿。在使用氧化铁(III)的实施方式中，锅炉或加热炉的燃烧部分中发生的反应如下所示：

3Fe₂O₃(s)+CO(g)→2Fe₃O₄(s)+CO₂(g) (1)

3Fe₃O₄(s)+CO(g)→3FeO(s)+CO₂(g) (2).

需要注意的是，上面第一个反应所示的Fe₃O₄，也被称为黑色氧化铁或磁铁矿，可以更准确地写作FeO·Fe₂O₃。FeO或氧化铁(II)，也被称作氧化亚铁，是由于Fe₂O₃还原形成的，可以用于在烟气到达SCR之前结合、约束和/或隔离锅炉或加热炉的燃烧区或烟气中存在的任意PO气体。然后在到达SCR之前，该PO气体形成微粒相形式的Fe-P和/或Fe-P-O化合物。该微粒将会通过催化剂，从而避免催化剂劣化。

在另一个实施方式中，本发明可以使用碳酸铁(II)，其通过以下所示的反应在燃烧区内转化为所需的氧化铁(II)：

FeCO₃(s)→FeO(s)+CO₂(g) (3).

在另一个实施方式中，本发明可以使用一种或多种卤化铁。合适的卤化铁包括但不限于：溴化铁(II)，溴化铁(III)，氯化铁(II)，氯化铁(III)，碘化铁(II)，碘酸铁(III)(Fe(IO₃)₃)，或者它们中两种或更多种的任意混合物。在另一个实施方式中，任意的一种或多种卤化铁可以与另外的非卤化物的含铁化合物(例如碳酸铁(II))结合使用。在另一个实施方式中，本发明使用溴化铁(II)和/或溴化铁(III)与碳酸铁(II)的组合来控制烟气或燃烧气体中的磷的量，同时允许对烟气或燃烧气体中的汞化合物或含汞化合物进行控制。如本文所述，汞化合物或含汞化合物包括但是不限于任何包含氧化的汞或者结合的元素态汞的化合物。在另一个实施方式中，本发明涉及同时对主要包含氧化态汞或仅含氧化态汞的汞化合物或含汞化合物进行控制。在本文中，任何铁化合物、卤化物或其它物质都可以为水合或非水合形式。因此，无论是否由化学式具体显示，本文所称的任意铁化合物都包括任意水合形式。

本领域技术人员可以了解(例如参见Downs等人的美国专利申请公开第2008/0107579号，其内容全部参考结合入本文中)，使用含卤素化合物对烟气或燃烧气体中包含的元素态汞进行氧化。通过这种氧化反应，合适的含卤素化合物的卤素部分将元素态的汞转化为更优选的形式，由此可以随后通过一种或多种合适的环境控制技术将其俘获或隔离(例如湿法气体洗涤器或喷雾干燥吸收器(SDA)，烟气脱硫系统(FGD)，粉末活性碳系统(PAC)，或者微粒收集系统，例如织物过滤器(FF)或静电集尘器(ESP))。在一种情况下，如本领域已知，加入一种或多种合适的含卤素化合物还可以增加被微粒结合的汞的量。由于大量的专利和公开的申请详细描述了合适的含卤素化合物可以提高从烟气或燃烧气体回收汞的原理，因此为了简洁起见，本发明省去了对此的详细讨论。

因此，在另一个实施方式中，本发明包括将至少一种具有高岭土的化合物与至少一种卤化铁化合物结合使用，从而如上文所述，实现各种气相的钾、钠、磷和汞化合物的多方面控制。

在上述任意的实施方式中，可以在粉碎机中，向煤中加入一种或多种合适的具有高岭土的化合物，一种或多种合适的含铁化合物，一种或多种合适的卤化铁化合物，或者它们的任意混合物。在另一个实施方式中，可以通过设计用来将一种或多种粉末状化合物输送到加热炉和/或锅炉的燃烧区的合适的输送线路，将以下物质加入锅炉和/或加热炉的燃烧区：一种或多种合适的具有高岭土的化合物，一种或多种合适的含铁化合物，一种或多种合适的卤化铁化合物，或者它们的任意混合物。为此，附图显示了用来实现该结果的合适的设计方案的一些实施方式。

参见附图，图中显示包括SCR系统的常规化石燃料燃烧设备的示意图，总体用附图标记10表示，图中包括用来实施本发明的方法的系统。如图所示，提供了锅炉12，从煤之类的化石燃料与氧化剂(通常是空气)的燃烧提取热量。将热量传送到工作流体(例如水)，产生水蒸气，通过涡轮发电机设备(图中未显示)膨胀而发电，或者用于工业工艺和/或加热。

必须将原煤14研碎至所需的细度并进行干燥，以促进燃烧。原煤14临时性地储存在煤仓16中，然后通过定重量进料器或定体积进料器18输送到一个或多个煤粉碎器20。在附图所示的实施方式中包括六个(6)煤粉碎器，记作煤粉碎器A-F。本领域技术人员已知，各个煤粉碎器20将煤研磨至所需的细度(例如使得70％的煤能够通过200目的筛网)，在进行研磨的时候，将来自一次空气扇(图中未显示)的热一次空气输送到各个煤粉碎器20，在研磨煤的过程中对煤进行预热，从煤中除去水分，直至达到所需的水平。所述一次空气也用来将粉碎的煤(PC)从各个煤粉碎器20送走，沿着多条粉碎煤输送管线进行输送(附图中将一条这样的燃烧器管线记作A；单个煤粉碎器20可以将煤输送通过4-8条粉碎煤输送管线)，到达位于锅炉12的前壁和后壁上的燃烧器22。通常情况下，燃烧器22在锅炉12的一个或两个相反的前壁和后壁上间隔的高度之上，或者位于设备中锅炉的角落处，被称为角燃烧或切向燃烧装置(图中未显示)。本发明可以与单壁燃烧、相反壁燃烧以及角燃烧或切向燃烧装置结合使用，但是不仅限于使用这些装置。通常来说，单个煤粉碎器20仅能为壁上的单个燃烧器22的高度提供煤。因此，在附图所示的实施方式中，六个煤粉碎器A-F为六个相应的燃烧器高度A-F提供煤。但是，本领域技术人员已知，其它的粉碎器和燃烧器结构也是人们已知的(例如单个粉碎器为多个壁和/或高度上的燃烧器供应煤，或者多个粉碎器为单个高度上的燃烧器供应煤)，本发明可以用于所述任意的结构。

燃烧过程在锅炉12的加热炉26的燃烧区24内开始，放出热量，产生热的烟气28，热的烟气向上输送到锅炉12的上部30，通过图中用矩形32表示的加热表面。然后将烟气28输送通过悬置的对流烟道34中的加热表面，进入水平对流烟道38的上部36。然后将烟气28输送通过选择性催化还原(SCR)设备40，在此设备中，烟气中的NO_x被还原，然后通过图中显示为42的一次空气加热器装置和二次空气加热器装置。所述空气加热器42从烟气28提取额外的热量，降低烟气的温度，并且对用于燃烧的输入的空气进行预热。

如附图所示，在空气加热器42的下游处，对烟气28进行进一步的处理，用来除去微粒和硫氧化物。在附图的右侧显示了用来完成这些任务的下游设备的两种常规结构。附图中上侧的设备包括图示为44的微粒收集装置(PCD)，用来从烟气28中除去微粒，其实际上可以包括织物过滤器或静电集尘器。在PCD44的下游提供了湿式烟气脱硫(WFGD)装置，也被称为湿式气体洗涤器，用来从烟气28中除去硫氧化物。可以(任选地)将清洁的进行过气体洗涤的烟气输送通过湿式ESP 47，用来除去细小微粒或SO₃，然后输送到烟囱48，从而排放到大气中。

附图中下方的设备结构包括喷雾干燥器设备(SDA)，图中记作50，也称为干式气体洗涤器，用来从烟气28中除去硫氧化物。如上所述，在SDA 50的下游提供有微粒收集装置(PCD)44，用来从烟气28除去微粒。然后将清洁的进行过气体洗涤的烟气输送到烟囱48，从而排放到大气中。

为了进一步减少NO_x排放，一些锅炉12使用分段燃烧，其中在主燃烧区24内仅提供化学计量量空气的一部分，余量的用于燃烧的空气以及任何所需的过量的空气(由于不存在效率为100％的燃烧过程)通过上方燃烧空气(OFA)口52输送到燃烧区24的上方。如果在锅炉12中采用分段燃烧，由于供给燃烧区24的空气的量减少，在加热炉26的下部(包括料斗区域54)产生还原性气氛。

根据本发明的第一个实施方式，在将粉碎的煤输送到一个或多个燃烧器22之前，向所述一个或多个煤粉碎器20加入一种或多种合适的具有高岭土的化合物，一种或多种合适的含铁化合物，一种或多种合适的卤化铁化合物，或者它们的任意混合物。在图中也显示了用来实现该所需结果的系统和设备，总体用100表示。所述系统100包括储存装置120，用来临时性地储存钾、钠、磷和/或汞减少/隔离化合物，该化合物大体表示为110；用来将所述化合物110输送到所需位置的输送装置130，135，根据需要包括阀门、密封件等；以及控制装置150，其优选为基于微处理器的控制装置，操作者通过操作员界面(I/O)装置160对其进行操作，所述装置160根据需要包括显示器以及数据采集和存储装置。在此附图中，已经加入了化合物110的原煤14被称为140。较佳的是，可以使用进料器18将所述化合物110与原煤14一起提供，由此可以密切控制和测量原煤14和化合物110向煤粉碎器20的输送。或者，所述化合物110可以直接加入煤粉碎器20以及/或者直接加入一个或多个独立的燃烧器管线A-F，用来将粉碎的煤输送到独立的燃烧器22，用合适的密封装置抵抗煤粉碎器20或燃烧器管线A-F内的正压。根据化合物110的具体情况以及加入烟气28的具体的量和位置，根据需要，所述输送装置可以是基于浆液的或者是气动的。通过控制线路或信号线路170，180，190和195的互连设置将这些各种装置互连起来，用来提供控制信号，化合物110水平信号，以及烟气28中的钾、钠、磷和/或汞含量信号(来自传感器200)，以便通过操作人员控制或者自动控制的方式，对引入烟气28的钾、钠、磷和/或汞减少/隔离化合物110进行控制。但是，如果没有能够用来对烟气28中的气态钾、钠、磷和/或汞含量进行测定的合适的实时传感器200，可以在位置200进行烟气取样，之后通过合适的测试方法进行实验室分析，所述测试方法可以是电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)。基于实验结果，操作人员可以利用操作界面160对控制装置150手动输入所需的设定值，向烟气28加入特定量的钾、钠、磷和/或汞减少/隔离化合物110。如果随后的实验分析未显示烟气28中的气态钾、钠、磷和/或汞含量有任何显著的变化，则无需对钾、钠、磷和/或汞减少/隔离化合物110的加入进行实时密切控制。相反地，加入烟气28的钾、钠、磷和/或汞减少/隔离化合物110的量可以简单地随锅炉负荷或者煤加料速率的值而变化。

在另一个实施方式中，本发明将至少一种具有高岭土的化合物与氧化铁(II)结合使用。在此实施方式中，无需发生还原反应，因此该实施方式中的氧化铁(II)加入点要比之前的实施方式更宽。在此情况下，可以在燃烧之后、SCR之前的任意合适的点加入具有高岭土的化合物和氧化铁(II)，从而在到达SCR之前，俘获、减少、约束、结合以及/或者隔离锅炉、加热炉的烟气中存在的任何“游离的”气态钾、钠、磷和/或汞化合物、离子和/或原子。具体来说，可以在图中所示的位置G-Q中的一个或多个位置提供磷减少化合物。更具体来说，也可以在以下的一个或多个位置将所述钾、钠、磷和/或汞减少/隔离化合物提供(例如以分开的、独立的或任意组合的形式)到烟气28中：

G：通过与燃烧器22分开的装置，输送到燃烧区24之内或燃烧区24下方，在前壁、后壁或侧壁中的一者或多者之中；

H在燃烧区24上方的位置输送到加热炉26之内，在前壁、后壁或侧壁中的一者或多者之中；

I，J：在前壁或后壁中的一者或两者之上的OFA口52附近、或者通过该OFA口，输送入加热炉26之内；

K输送入锅炉12中，在悬置对流烟道34之内；

L输送入锅炉12中，在水平对流烟道38的上部36之内；

M，N，O，P：输送入锅炉12中，在水平对流烟道38之内；以及/或者

Q输送入锅炉12中，在水平对流烟道38下方的料斗区域之内。

基于以上，本发明的还原的铁或氧化铁(II)能够在与上方燃烧空气接触的时候，由铁-磷氧化物化合物形成以铁-磷合金的形式俘获、减少、约束、结合和/或隔离气相的磷，与此同时，所述具有高岭土的化合物能够俘获、减少、约束、结合和/或隔离任何气相的钾和/或钠化合物。由此显著减少了SCR催化剂中气相钾、钠和/或磷的累积量。本发明的另一个优点在于，通过加入高岭土和/或铁，使得存在的很大一部分的任意的钾、钠和/或磷变成铝硅酸盐结合和/或铁结合的形式。

尽管不希望受限于任何一种理论，但是我们认为碱金属铝硅酸盐比较不容易在燃烧工艺和/或SCR单元通常存在的条件下处于气相状态。由此可以最大程度减少转移到SCR催化剂中从而使得SCR催化剂中毒的钾和钠的量。另外，与铁结合的磷化合物的可浸出性较低，从而尽可能减小了磷向SCR催化剂的转移。另外，与铁化合物(例如铁氧化物)缔合/或结合的磷的稳定性高于与钙化合物(例如氧化钙)缔合/或结合的磷。有鉴于此，在一个实施方式中，本发明涉及以下情况：燃烧气流和/或烟气流中存在的大部分钾、钠和/或磷以合适的碱金属铝硅酸盐化合物和/或含铁-磷-氧化合物形式被隔离，从而显著减少了能够与SO_x反应的呈“游离”气态的含钾/钠的化合物和/或含钙/磷/氧的化合物的量。由此又可以显著减少能够使得SCR催化剂中毒的气态的含钾/钠的化合物的量。另外，通过限制燃烧气流和/或烟气流中存在的含钙/磷/氧的化合物的量，以免其与各种SO_x化合物反应生成不希望出现的气态磷化合物或者磷/氧化合物，后者会导致SCR催化剂不希望出现的中毒，由此显著减少了燃烧气流和/或烟气流中产生的气态磷的量。

在另一个实施方式中，本发明的一种或多种具有高岭土的化合物，和/或一种或多种含铁化合物可以以任意合适的方式加入，包括附图中详细描述的方式。合适的具有高岭土的化合物如上文详述。合适的含铁化合物包括但是不限于水性的以及可溶性形式的含铁化合物，例如卤化铁(例如氯化铁，溴化铁，碘化铁或碘酸铁)，金属铁，一种或多种铁氧化物，碳酸铁，或者它们中两种或更多种的混合物。如果使用已有的滑道(skid)，可以使用容积式泵将一种或多种水性反应物从储存容器抽到一个或更多个煤进料器中，在所述煤进料器中，当煤通过位于粉碎器上游的进料带的时候，将反应物喷洒在煤上。

在一个实施方式中，本发明的优点在于，可以应用于现有的SCR(翻新)和新的SCR。另外，本发明可以应用于使用生物物质作为燃料源的工厂。在一个实施方式中，使用低成本的硬件，设计用来为燃烧工艺供应必需的铁化合物，从而以成本有效的方式完成本发明。而且，本发明不会对现有的锅炉和SCR的设计造成影响。

在一个实施方式中，根据用于燃烧的煤中的磷含量，用于本发明的一种或多种具有高岭土的化合物和/或一种或多种铁化合物的用量会发生变化。本领域技术人员已知，煤和/或生物物质中的钠、钾和/或磷含量可以通过各种已知的方法确定。因此，在此情况下，本发明中供应/使用的具有高岭土的化合物和/或含铁化合物的范围或量没有任何特定的限制。相反的，使用化学计量比。在一个实施方式中，钠和/或钾与具有高岭土的化合物的化学计量比约为1∶3至3∶1，或者约为1∶2至2∶1，或者约为1∶1.5至1.5∶1，或者约为1∶1.25至1.25∶1，甚至约为1∶1。在一个实施方式中，铁与磷的化学计量比约为1∶3至3∶1，或者约为1∶2至2∶1，或者约为1∶1.5至1.5∶1，或者约为1∶1.25至1.25∶1，甚至约为1∶1。在此处以及说明书和权利要求书中的其它部分，可以将独立的范围值结合起来得到另外的以及/或者未揭示的范围。

在另一个实施方式中，当所用的燃料是粉河流域煤/褐煤、生物物质或其任意组合的时候，用于本发明的一种或多种具有高岭土的化合物和/或含铁化合物的量在特定范围内。在此实施方式中，所述一种或多种具有高岭土的化合物和/或一种或多种含铁化合物相对于粉河流域煤/褐煤、生物物质或其任意组合的含量比表示如下：每1000磅煤和/或生物物质对应的所述一种或多种具有高岭土的化合物和/或一种或多种含铁化合物的磅数(下文中仅仅在此情况下简写作″高岭土″和/或″铁″)。在一个实施方式中，所述一种或多种高岭土和/或铁化合物的用量为大约0.7磅“高岭土”和/或“铁”/1000磅煤和/或生物物质至大约6磅“高岭土”和/或″铁″/1000磅煤和/或生物物质。在另一个实施方式中，所述一种或多种高岭土和/或铁化合物的用量为大约1磅“高岭土”和/或“铁”/1,000磅煤和/或生物物质至大约5.5磅“高岭土”和/或“铁”/1,000磅煤和/或生物物质，或者为大约1.5磅“高岭土”和/或“铁”/1,000磅煤和/或生物物质至大约5磅“高岭土”和/或“铁”/1,000磅煤和/或生物物质，或者为大约2磅“高岭土”和/或“铁”/1,000磅煤和/或生物物质至大约4.5磅“高岭土”和/或″铁″/1,000磅煤和/或生物物质，或者约为2.5磅“高岭土”和/或“铁”/1,000磅煤和/或生物物质至大约4磅“高岭土”和/或“铁”/1,000磅煤和/或生物物质，或者为大约3磅“高岭土”和/或“铁”/1,000磅煤和/或生物物质至大约3.5磅“高岭土”和/或“铁”/1000磅煤和/或生物物质。在此处以及说明书和权利要求书中的其它部分，可以将独立的范围值结合起来得到另外的以及/或者未揭示的范围。

在另一个实施方式中，当溴化铁(II)和碳酸铁(II)均用来控制100MWe的燃煤发电站和/或燃烧生物物质的发电站的烟气或燃烧气体中的各种化合物的时候，碳酸铁(II)的注入速率如上文所讨论，溴化铁(II)以溶液的形式提供，加入量约为0.25-10加仑/小时，或者约为0.5-5加仑/小时，甚至约为1-4加仑/小时。在另一个实施方式中，当仅仅使用卤化铁(例如溴化铁(II)和/或溴化铁(III))的时候，输送给烟气或燃烧气体的卤化铁的量足以使得溴离子的浓度约为10-200ppm，或者约为25-175ppm，或者约为50-150ppm。需要注意根据应用于产生烟气或燃烧气体的装置中的排放物控制技术，可能需要采用较低的溴离子浓度以防对下游的排放物技术造成任何种类的不利影响。在这样的情况的一个实施方式中，溴离子的浓度约为10-125ppm，或者约为25-100ppm，或者约为50-75ppm。在此处以及说明书和权利要求书中的其它部分，可以将独立的范围值(即使是不同的实施方式中的范围值)结合起来得到另外的以及/或者未揭示的范围。

基于以上，本领域技术人员将会认识到，根据本发明的方法为烟气或燃烧气体供应所需量的高岭土、铁和/或卤素而需要使用的高岭土化合物和/或铁化合物的量将会根据产生所述烟气或燃烧气体的装置的尺寸变化。因此，本发明不仅限于任意特定的供应速率或者范围。

在另一个实施方式中，对于100MWe的燃煤发电站和/或燃烧生物物质的发电站，输送给烟气或燃烧气体的溴化铁(II)溶液(25重量％的溶液)的量约为0.25-6加仑/小时，或者约为0.5-5加仑/小时，甚至约为1-4加仑/小时。在此处以及说明书和权利要求书中的其它部分，可以将独立的范围值结合起来得到另外的以及/或者未揭示的范围。但是，如上所述，本发明不仅限于这些供应速率。相反地，可以采用任意的供应速率以实现所需的溴离子和/或铁的浓度。本领域技术人员能够理解，在本发明的各种实施方式中，其它另外的因素也可能影响供应的含铁化合物的量。这些另外的因素包括但不限于煤或其它可燃性燃料中包含的磷的含量和/或种类；锅炉、加热器、窑、或者其它产生烟气或燃烧气体的装置的尺寸和/或输出量；以及希望达到的化学计量比；燃烧的种类和/或方式，任何可用的设备或结构的种类和/或结构设置。

在另一个实施方式中，用于本发明的一种或多种高岭土化合物和/或一种或多种铁化合物可以具有任意的粒度和/或颗粒几何结构。合适的颗粒几何结构包括但不限于球状、小片状、不规则形状、椭圆形、长方形、或者两种或更多种不同的颗粒几何形状的组合。在一个实施方式中，本发明的一种或多种高岭土化合物和/或一种或多种铁化合物如果是水溶性以及/或者可悬浮于水的，则可以以溶液形式和/或悬浮体的形式提供。在此情况下，使用所述一种或多种水溶性和/或可悬浮于水的高岭土化合物和/或铁化合物的至少约15重量％的溶液和/或悬浮体浓度。在另一个实施方式中，本发明中使用浓度至少约为20重量％，至少约为25重量％，至少约为30重量％，至少约为35重量％，至少约为40重量％，至少约为45重量％，甚至至少约为50重量％的一种或多种水溶性和/或可悬浮于水的高岭土化合物和/或铁化合物的溶液和/或悬浮体。在此处以及说明书和权利要求书中的其它部分，可以将独立的范围值结合起来得到另外的以及/或者未揭示的范围。本领域技术人员能够理解，在一个实施方式中，所述一种或多种水溶性和/或可悬浮于水的高岭土化合物和/或铁化合物的溶液和/或悬浮体浓度不应超过所述一种或多种铁化合物的溶解度。

在另一个实施方式中，本发明的一种或多种高岭土化合物和/或铁化合物可以以以下的形式提供：粉末形式、溶液形式、水性悬浮体形式、或者这些形式的任意组合。对于水性悬浮体，用于本发明的一种或多种高岭土化合物和/或铁化合物应当具有合适的粒度。另外，即使不需要将本发明的一种或多种高岭土化合物和/或铁化合物置于水溶液中，所述一种或多种高岭土化合物和/或铁化合物也应当具有合适的粒度，以便其在与烟气或燃烧气体接触的时候具有较高的反应活性。在一个实施方式中，通过以下方式可以满足这两个条件，可能是分别满足的，或者结合满足的：使用一种或多种高岭土化合物和/或铁化合物，其中至少约95％的颗粒的粒度约小于400μm(微米)，其中至少约95％的颗粒的粒度约小于350μm(微米)，其中至少约95％的颗粒的粒度约小于300μm(微米)，其中至少约95％的颗粒的粒度约小于250μm(微米)，其中至少约95％的颗粒的粒度约小于200μm(微米)，或者甚至其中至少约95％的颗粒的粒度约小于175μm(微米)。在此处以及说明书和权利要求书中的其它部分，可以将独立的范围值结合起来得到另外的以及/或者未揭示的范围。

尽管不限于此，但是适合用于本发明的铁化合物(如果使用的话)是购自普林斯农产品公司(Prince Agri Products)(美国新泽西州里奇菲尔德公园的非伯动物健康公司(Phibro Animal Health Corporation located in Ridgefield Park，NewJersey)的子公司)的碳酸铁(II)。所述碳酸铁(II)是一种粉末状的化合物，其中至少约95％的颗粒的粒度小于200μm(微米)。另外，该产物中的碳酸铁(II)浓度约为80重量％，余下的20重量％基本上均为对于该应用呈非反应活性的成分。

在本发明使用水性悬浮体的情况下，该水性悬浮体还可以包含合适量的一种或多种抗沉降剂、悬浮剂、增稠剂或乳化剂。合适的抗沉降剂、悬浮剂、增稠剂或乳化剂包括但是不限于聚丙烯酸钠、卡波姆、丙烯酸盐/酯、无机增稠剂。其它合适的抗沉降剂、悬浮剂、增稠剂或乳化剂是本领域技术人员已知的，因此为了简洁起见，在本文中不再进行讨论。在另一个实施方式中，可以通过搅拌完成合适的悬浮或乳化，无需使用一种或多种抗沉降剂、悬浮剂、增稠剂或乳化剂。在另一个实施方式中，可以在搅拌的同时使用一种或多种抗沉降剂、悬浮剂、增稠剂或乳化剂的组合。

在另一个实施方式中，本发明的一种或多种高岭土化合物和/或铁化合物的纯度应当至少约为50重量％，至少约为55重量％，至少约为60重量％，至少约为65重量％，至少约为70重量％，至少约为75重量％，至少约为80重量％，至少约为85重量％，至少约为90重量％，至少约为95重量％，甚至至少约为99重量％或更高。在此处以及说明书和权利要求书中的其它部分，可以将独立的范围值结合起来得到另外的以及/或者未揭示的范围。

对于所述一种或多种高岭土化合物和/或铁化合物中不是“高岭土化合物”和/或“铁化合物”的组分，这些杂质在本发明所处的环境中应当是非反应活性的。或者，如果是反应活性的，则这些杂质应当可以很容易俘获、除去和/或隔离，或者应当不会对下游的任意催化剂造成显著的进一步污染。在另一个实施方式中，用于本发明的任意一种或多种高岭土化合物和/或铁化合物中的含钾、含钠和/或含磷化合物杂质的量应当约小于5重量％，约小于2.5重量％，约小于1重量％，约小于0.5重量％，约小于0.25重量％，约小于0.1重量％，甚至约小于0.01重量％。在此处以及说明书和权利要求书中的其它部分，可以将独立的范围值结合起来得到另外的以及/或者未揭示的范围。在另一个实施方式中，用于本发明的任意一种或多种高岭土化合物和/或铁化合物中的含钾、含钠和/或含磷化合物杂质的量应当为零。也即是说，在该实施方式中，在用于本发明的一种或多种高岭土化合物和/或铁化合物中，应当基本不含任何含钾、含钠和/或含磷化合物。

尽管不希望限制于任意一种理论，我们认为本发明采用钾、钠和/或磷化合物或含钠、含钾和/或含磷化合物的各种优选反应，以隔离对SCR催化剂延长活性寿命或使用寿命有害的各种钾、钠和/或磷化合物或含钾、含钠和/或含磷化合物。因此，本文所讨论的反应是非限制性的，在燃烧气流和/或烟气流中可以发生其它的反应。

尽管已经详细图示和表述了本发明的具体实施方式以说明本发明的实施和原理，但是需要理解，本发明不限于此，可以在不背离这些原理的情况下实施本发明。在本发明的一些实施方式中，有时候可以采用本发明的某些特征获益，同时无需相应地采用其它的特征。因此，所有的这些变化和实施方式都适当地包括在所附权利要求书的范围之内。

Claims (26)

1.一种用来延长SCR催化剂的活性寿命的方法，所述方法包括以下步骤:

(a)在烟气进入SCR之前，对加热炉或锅炉的燃烧区或烟气流提供至少一种具有高岭土的化合物；

(b)在所述烟气进入SCR之前，使得所述至少一种具有高岭土的化合物与燃烧区或烟气中存在的任意的气态钾和/或气态钠化合物或气态含钾和/或气态含钠的化合物反应，以减少SCR催化剂中基于碱金属的气相中毒的量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述具有高岭土的化合物选自以下的一种或多种：含高岭土的粘土,含高岭石的粘土，高岭石，或者它们两种或更多种的混合物。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述具有高岭土的化合物选自高岭石。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过将所述至少一种具有高岭土的化合物加入粉碎的煤、生物物质、或其混合物中，将其提供给燃烧区。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过专门的输送管线，将所述至少一种具有高岭土的化合物提供给燃烧区。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

(c)在烟气进入SCR之前，对加热炉或锅炉的燃烧区或烟气流提供至少一种含铁化合物；

(d)在所述烟气进入SCR之前，使得所述至少一种含铁化合物与燃烧区或烟气中存在的任意的气态磷化合物或气态含磷化合物反应。

7.一种用来延长SCR催化剂的活性寿命的方法，所述方法包括以下步骤:

(i)为加热炉或锅炉的燃烧区提供至少一种具有高岭土的化合物；以及

(ii)在烟气进入SCR之前，使得所述至少一种具有高岭土的化合物与燃烧区中存在的任意的气态钾和/或气态钠化合物或气态含钾和/或气态含钠的化合物反应，以减少SCR催化剂中基于碱金属的气相中毒的量；

其中，所述具有高岭土的化合物选自以下的一种或多种：含高岭土的粘土,含高岭石的粘土，高岭石，或者它们两种或更多种的混合物。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过将所述至少一种具有高岭土的化合物加入粉碎的煤、生物物质、或其混合物中，将其提供给燃烧区。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过专门的输送管线，以水性悬浮体的形式或粉末形式将所述至少一种具有高岭土的化合物提供给燃烧区。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

(iii)为加热炉或锅炉的燃烧区提供至少一种含铁化合物；以及

(iv)在烟气进入SCR之前，使得所述至少一种含铁化合物与燃烧区中存在的任意的气态磷化合物或气态含磷化合物反应。

11.一种用来延长SCR催化剂的活性寿命、同时控制气体中的汞的方法，所述方法包括以下步骤:

(I)在烟气进入SCR之前，对加热炉或锅炉的燃烧区或烟气流提供至少一种具有高岭土的化合物；

(II)在烟气进入SCR之前，对加热炉或锅炉的燃烧区或烟气流提供至少一种含铁卤化物；

(III)在所述烟气进入SCR之前，使得所述至少一种具有高岭土的化合物的高岭土部分与燃烧区或烟气中存在的任意的气态钾和/或气态钠化合物或气态含钾和/或气态含钠的化合物反应；

(IV)在所述烟气进入SCR之前，使得所述至少一种含铁卤化物的铁部分与燃烧区或烟气中存在的任意的气态磷化合物或气态含磷化合物反应；

(V)使得所述至少一种含铁卤化物的卤离子部分与所述燃烧区或烟气中存在的任意气态汞化合物或气态含汞化合物反应。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述具有高岭土的化合物选自以下的一种或多种：含高岭土的粘土,含高岭石的粘土，高岭石，或者它们两种或更多种的混合物。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述具有高岭土的化合物选自高岭石。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述含铁卤化物选自溴化铁(II),溴化铁(III),氯化铁(II),氯化铁(III),碘化铁(II),碘酸铁(III),或其中两种或更多种的混合物。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述含铁卤化物是溴化铁(II)。

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将一种或多种不含卤素的含铁化合物与所述至少一种含铁卤化物一起提供,其中所述一种或多种不含卤素的含铁化合物选自氧化铁(III)、碳酸铁(II),氧化铁(II),或者它们两种或更多种的混合物。

17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将碳酸铁(II)与所述至少一种含铁卤化物一起提供。

18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将碳酸铁(II)与一种或多种溴化铁(II)或溴化铁(III)一起提供。

19.一种用来以一种或多种反应活性较低的含铝硅酸钠或含铝硅酸钾的化合物的形式隔离一种或多种气态钾和/或气态钠化合物、或者气态含钾和/或气态含钠的化合物，并且以一种或多种反应活性较低的含铁-磷化合物的形式隔离一种或多种气态磷化合物或气态含磷化合物、同时隔离汞的方法，所述方法包括以下步骤:

(1)为加热炉或锅炉的燃烧区或烟气流提供至少一种具有高岭土的化合物；

(2)为加热炉或锅炉的燃烧区或烟气流提供至少一种含铁卤化物；以及

(3)使得所述至少一种具有高岭土的化合物的高岭土部分与燃烧区或烟气中存在的任意的气态的钾和/或气态钠化合物或气态含钾和/或气态含钠的化合物反应，形成反应活性较小的含铝硅酸钠或含铝硅酸钾的化合物；

(4)使得所述至少一种含铁卤化物的铁部分与燃烧区或烟气中存在的任意的气态磷化合物或气态含磷化合物反应，形成一种或多种反应活性较低的含铁-磷的化合物；

(5)使得所述至少一种含铁卤化物的卤离子部分与所述燃烧区或烟气中存在的任意气态汞化合物或气态含汞化合物反应。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述具有高岭土的化合物选自以下的一种或多种：含高岭土的粘土,含高岭石的粘土，高岭石，或者它们两种或更多种的混合物。

21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述具有高岭土的化合物选自高岭石。

22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述含铁卤化物选自溴化铁(II),溴化铁(III),氯化铁(II),氯化铁(III),碘化铁(II),碘酸铁(III),或其中两种或更多种的混合物。

23.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述含铁卤化物是一种或多种溴化铁(II)或溴化铁(III)。

24.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将一种或多种不含卤素的含铁化合物与所述至少一种含铁卤化物一起提供,其中所述一种或多种不含卤素的含铁化合物选自氧化铁(III)、碳酸铁(II),氧化铁(II),或者它们两种或更多种的混合物。

25.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将碳酸铁(II)与所述至少一种含铁卤化物一起提供。

26.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将碳酸铁(II)与一种或多种溴化铁(II)或溴化铁(III)一起提供。