CZ305419B6 - Způsob snížení koncentrace oxidů dusíku v proudu spalin a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Způsob snížení koncentrace oxidů dusíku v proudu spalin a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ305419B6
CZ305419B6 CZ2003-218A CZ2003218A CZ305419B6 CZ 305419 B6 CZ305419 B6 CZ 305419B6 CZ 2003218 A CZ2003218 A CZ 2003218A CZ 305419 B6 CZ305419 B6 CZ 305419B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
stream
gas stream
nitrogen oxides
urea
combined
Prior art date
Application number
CZ2003-218A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2003218A3 (cs
Inventor
William H. Sun
William E. Cummings
Havilland Piers De
Paul G. Carmignani
John M. Boyle
Original Assignee
Fuel Tech, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22948481&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ305419(B6) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Fuel Tech, Inc. filed Critical Fuel Tech, Inc.
Publication of CZ2003218A3 publication Critical patent/CZ2003218A3/cs
Publication of CZ305419B6 publication Critical patent/CZ305419B6/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/90—Injecting reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8631—Processes characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/32—Injector mixers wherein the additional components are added in a by-pass of the main flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2067—Urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/14—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a fuel burner
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/16—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric heater, i.e. a resistance heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/20—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • F01N2410/04—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device during regeneration period, e.g. of particle filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/037—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of inertial or centrifugal separators, e.g. of cyclone type, optionally combined or associated with agglomerators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Způsob spočívá v tom, že se vytvoří vedlejší proud plynů o teplotě alespoň 140 .degree.C, do tohoto proudu se vpraví roztok močoviny za podmínek, které jsou dostatečné pro zplynění tohoto roztoku, přivedení vedlejšího proudu plynů do primárního proudu, obsahujícího oxidy dusíku a průchod spojeného proudu plynů přes katalyzátor za podmínek, které jsou účinné pro snížení koncentrace oxidů dusíku ve spojeném proudu plynů. Zařízení zahrnuje potrubí pro dopravu vedlejšího proudu plynů o teplotě 140 .degree.C, prostředky pro vpravení vodného roztoku močoviny do vedlejšího proudu plynů, prostředky pro přivedení vedlejšího proudu plynu do primárního proudu plynů a prostředky pro průchod spojeného proudu plynů přes katalyzátor pro redukci oxidů dusíku.

Description

Oblast techniky
Předmětný vynález se týká nového způsobu selektivní katalytické redukce oxidů dusíku (NOX), která je umožněna vytvořením vedlejšího proudu plynu, který může být oddělen od hlavního proudu, nebo vytvořením vedlejšího proudu horkého vzduchu, přičemž tyto vedlejší proudy slouží pro rozklad močoviny na její aktivní složky, včetně amoniaku.
Dosavadní stav techniky
V mnoha zemích je vyvíjeno značné úsilí zaměřené na snížení emisí oxidů dusíku (NOX). Různé technologie jsou založeny bud’ na úpravě spalovacích podmínek a paliv (tyto úpravy se označují jako primární opatření) nebo na zpracování spalin (což se označuje jako sekundární opatření).
V případě uplatnění účinných primárních opatření je možné za účelem dalšího snížení koncentrace oxidů dusíku ve spalinách uplatnit i sekundární opatření. Zdá se, že pro dosažení největšího snížení koncentrace oxidů dusíku (NOX) ve spalinách je nezbytné uplatnit jak primární, tak sekundární opatření.
Mezi známá sekundární opatření patří selektivní katalytická redukce (dále označovaná zkratkou SCR) a selektivní nekatalytická redukce (dále označovaná zkratkou SNCR). Obě tyto redukce probíhají v přítomnosti jak amoniaku, tak močoviny. Jako příklad popisu takovéto technologie je možné uvést patent Spojených států amerických US 9 900 554 (Lyon), který popisuje selektivní nekatalytickou redukci (SNCR) oxidu dusného (NO) ve spalinách tak, že se do proudu těchto spalin nastřikují amoniak, specifické prekurzory amoniaku nebo jejich vodné roztok, čímž dochází k jejich smíchání s oxidem dusným při teplotě v rozmezí od 871,1 °C do 1093,3 °C (tj. v rozmezí od 1600 °F do 2000 °F). V tomto patentu bylo rovněž navrženo použití redukčních činidel, jako jsou vodík nebo různé uhlovodíky, která umožňují účinné použití amoniaku ve spalinách, jejichž teplota je snížena až na 704,4 °C (tj. 1300 °F). Avšak uvedené teploty jsou často příliš vysoké pro účinnou úpravu spalin, při těchto teplotách není snadné manipulovat bezpečně s amoniakem a dále není selektivní nekatalytická redukce (SNCR) tak účinná jako selektivní katalytická redukce (SCR). Podobné způsoby, při kterých se však používá močovina, byly popsány v patentech Spojených států amerických US 4,208,386 (Arand, Muzio a Sotter) a US 4 325 924 (Arand. Muzio a Teixeira). Tyto postupy probíhají opět při vysokých teplotách, přičemž použití nižších teplot není možné.
Selektivní katalytickou redukci (SCR) je možné při použití amoniaku provádět při nižších teplotách, obvykle pak při teplotě v rozmezí od 37,7 °C do 482,2 °C (tj. od 100 °F do 900 °C). V této souvislosti je možné odkázat na patenty Spojených států amerických US 3 032 387 a US 599 427. V některých souvislostech je selektivní katalytická redukce (SCR) oxidů dusíku (NOX) k dispozici již celou řadu let. Avšak až do současnosti byla selektivní katalytická redukce (SCR) závislá na použití amoniaku, s jehož skladováním, manipulací a přepravou je spojena celá řada bezpečnostních problémů. Močovina je bezpečnější, avšak není pro mnoho SCR aplikací praktická, protože je obtížné převést močovinu zpěvného stavu nebo z její vodné formy na aktivní plynné sloučeniny, která jsou reaktivní v přítomnosti katalytického lože, jež se používá pro redukci oxidů dusíku (NOX). Z hlediska nákladů na reakční činidla je rovněž výhodnější použít bezvodý amoniak než močovinu. Hultermans ve své disertační práci nazvané „A selective Catalytic Reduction of NOX fom Diesel Engines Using Injection of Urea“ (září 1995) popsal celou řadu technických námětů souvisejících s dieselovými motory, přičemž zároveň široce popsal předcházející stav techniky.
- 1 CZ 305419 B6
Použití katalyzátorů redukce oxidů dusíku (NOX), které využívají močoviny, je účinné, avšak citlivé k částicím a nerozložené močovině, které mohou způsobit otrávení katalyzátoru. V této souvislosti je třeba si uvědomit, že teploty blízké spodní hranici shora uvedeného rozmezí teplot, při kterém probíhá selektivní katalytická redukce (SCR), nejsou dostatečně vysoké na úplné zplynění močoviny. Kromě toho je při selektivní katalatické redukci (SCR) třeba dosáhnout velmi homogenního promíchání aktivních plynných sloučenin před jejich kontaktem s katalyzátorem, přičemž je obtížné homogenně smíchat močovinu nebo produkty jejího rozkladu s velkými množstvími spalin, jež je třeba zpracovat. Několik pokusů o použití močoviny při selektivní katalytické redukci (SCR) spalin ze statických a mobilních zdrojů, jako jsou dieselové motory, bylo popsáno v několika novějších patentech, z nichž je možné konkrétně uvést například patent Spojených států amerických US 5 431 893 (Hug a spolupracovníci). Za účelem ochránění katalyzátorů před jeho otrávením navrhli Hug a spolupracovníci rozměrné zařízení, které je schopné zpracovávat spaliny pomocí močoviny. Bez ohledu na fyzikální formu rozklad močoviny ve spalinách, jejichž teplota je nepříznivější pro zplynění močoviny, trvá určitou dobu, během které může dojít k ucpání trysky. Shora uvedený dokument popisuje problémy, které způsobují, že je nutné udržovat teplotu roztoku močoviny pod 100 °C, aby bylo zabráněno hydrolýze močoviny v nastřikovacím zařízení. Dále Hug a spolupracovníci navrhli použití mírného tlaku močoviny při jejím nastřikování a zjistili, že je nezbytné mít k dispozici alternativní prostředky pro přivedení vysoce stlačeného vzduchu do nastřikovacího potrubí při jeho ucpání. Trysky použité Hugem a spolupracovníky používaly pro podporu dispergace pomocný vzduch. Hug a spolupracovníci rovněž používali zředěné roztoky, které bylo třeba výrazně zahřát, aby došlo k odpaření vody. V této souvislosti je možné dále odkázat na zveřejněnou mezinárodní přihlášku číslo WO 97/01387 a zveřejněnou evropskou patentovou přihlášku EP 0 487 886.
Ve zveřejněné evropské patentové přihlášce EP 0 615 777 je popsáno zařízení, kterým se přivádí pevná močovina do kanálu obsahujícího spaliny, o kterých se uvádí, že jsou hydrolyzovány v přítomnosti katalyzátoru. V tomto dokumentu je uvedeno, že pro úspěšné provedení je nezbytné použít katalyzátor hydrolýzy, stlačený vzduch pro dispergaci jemných pevných částic, prostředky pro rozemletí močoviny na jemné částice a potahovou vrstvu pro zabránění slepení jemných částic močoviny. V tomto dokumentu je uvedeno, že pokud byly vnitřní stěny katalyzátorové komory a trysky pouze potaženy katalyzátorem, mohlo dojít k výskytu koroze nebo ke vzniku usazenin. I když bylo dosaženo cíle vyloučení vody z celého procesuje podle citovaného dokumentu přiváděna do proudu plynu pevná močovina, což může potenciálně vést k usazování močoviny na povrchu katalyzátoru použitého při této selektivní katalytické redukci (SCR).
V patentu Spojených států amerických US 6 146 605 (Spokoyny) je popsán kombinovaný SCR/SNCR proces, který zahrnuje oddělený stupeň hydrolýzy močoviny, po kterém následuje SCR stupeň. Podobný proces je popsán v patentech Spojených států amerických US 5 985 224 a US 6 093 380 (Lagana a spolupracovníci), které popisují způsob a zařízení zahrnující hydrolýzu močoviny s následným oddělením plynné fáze do kapalného hydrolyzátu. Rovněž Copper a spolupracovníci popsali v patentu Spojených států amerických US 6 077 491 způsob hydrolýzy močoviny za vzniku amoniaku. Při všech těchto procesech je třeba během a po hydrolýze manipulovat s významným množstvím plynu o vysoké teplotě a tlaku a s významným množstvím plynu o vysoké teplotě a tlaku a s významným množstvím kapalných fází obsahujících amoniak. Toto dodatečné zpracování vyžaduje pořízení a údržbu dalšího zařízení, plánu pro případ ohrožení a zařízení pro manipulaci s amoniakem, k jehož úniku může dojít v případě havárie. Bylo by tedy žádoucí mít k dispozici systém, jenž by byl provozován bezpečněji, jednoduše a účinně.
V dané oblasti techniky tedy existuje poptávka po vyvinutí způsobu a zařízení, který by umožnil jednoduché, spolehlivé, hospodárné a bezpečné použití močoviny při selektivním katalytickém redukčním (SCR) procesu.
US 925 640 popisuje způsob denitrifikace spalin obsahujících sloučeniny arzenu, které degradují denitrifikační katalyzátor. Při tomto způsobu se používá amoniak přiváděný ze zásobníku. Způ-2CZ 305419 B6 sob podle tohoto vynálezu využívá pro přípravu amoniaku močovinu. Odpadá tak nutnost skladovat zásobu amoniaku, který je představuje větší riziko než močovina.
US 5 988 115 a CZ 287 308 popisují různé systémy pro nástřik amoniaku nebo močoviny do proudu spalin. V obou případech se amoniak nebo močovina nastřikuje do celého proudu spalin, takže je třeba řešit otázku rovnoměrné distribuce amoniaku (močoviny) v celém objemu proudu spalin. V případě uspořádání podle tohoto vynálezu, kdy se z hlavního proudu spalin oddělí vedlejší proud, do kterého se přivádí močovina, lze rovnoměrné distribuce močoviny dosáhnout snadněji.
Podstata vynálezu
Vynález se týká způsobu snížení koncentrace oxidů dusíku v proudu spalin z velkokapacitní stacionární spalovací komory, který zahrnuje následující stupně: vytvoření proudícího vedlejšího proudu plynů složeného ze vzduchu z vnějšího zdroje a/nebo spalin, který tvoří méně než 3 objemová procenta z celkového objemu spalin, při teplotě dostatečné ke zplynění bez použití katalyzátoru při době zdržení od 1 do 10 sekund při teplotě alespoň 140 °C; vpravení vodného roztoku močoviny do uvedeného proudícího vedlejšího proudu; přivedení uvedeného vedlejšího proudu plynů, jenž obsahuje plyny vzniklé zplyněním močoviny, do primárního proudu plynů obsahujícího oxidy dusíku (NOX) za vzniku spojeného proudu plynů, přičemž uvedený primární proud plynů má větší objem než vedlejší proud plynů; průchod uvedeného spojeného proudu plynů přes katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX) při teplotě v rozmezí od 180 °C do 650 °C, čímž se sníží koncentrace oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu plynů.
V dalším aspektu se vynález týká Zařízení pro snížení koncentrace oxidů dusíku v proud spalin, které zahrnuje zařízení pro oddělování částic pro odstranění částic z alespoň části spalin potrubí pro přepravu vedlejšího proudu plynů tvořeného vzduchem z vnějšího zdroje a/nebo spalinami, který tvoří méně než 3 % z celkového objemu spalin, při teplotě alespoň 300 °C; prostředky zahrnující trysky pro vytvoření kapiček menších než 500 mikrometrů vodného roztoku močoviny pro redukci oxidů dusíku (NOX) a pro jejich vpravení do uvedeného vedlejšího proudu spalin, čímž dojde ke zplynění uvedeného vodného roztoku močoviny pro redukci oxidů dusíku (NOX); ohřívací prostředky pro udržování teploty vyšší než 300 °C, pro zajištění, že v podstatě veškerá močovina v kapičkách je převedena na plyn během 1 až 10 sekund, bez umožnění podstatnému množství rozpuštěných nebo volných pevných látek nebo tekutiny kontaktovat a zanést SCR katalyzátory; prostředky obsahující mřížku pro nastřikování amoniaku pro přivedení uvedeného vedlejšího proudu plynu, jenž obsahuje plyny vzniklé zplyněním reakčního činidla pro redukci oxidů dusíku (NOX), do primárního proudu plynů obsahujícího oxidy dusíku (NOX) za vzniku spojeného proudu plynů, přičemž uvedený primární proud plynů má větší objem než vedlejší proud plynů; prostředky pro průchod uvedeného spojeného proudu plynů přes katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX) při teplotě od 180 do 650 °C, čímž dojde ke snížení koncentrace oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu plynů.
Předmětem tohoto vynálezu je tedy praktický způsob dosažení homogenního smíchání aktivních plynných reakčních činidel pro redukci oxidů dusíku (NOX) pomocí selektivní katalytické redukce (SCR), a to s použitím močoviny jakožto reakčního činidla a nového uspořádání celého procesu, které zajišťuje, že uvedené plyny mají správnou teplotu pro účinnou redukci oxidů dusíku (NOX).
Nové uspořádání procesu podle předmětného vynálezu umožňuje zplynění močoviny a důkladné smíchání se spalinami obsahujícími oxidy dusíku (NOX), přičemž může být výhodně využito enthalpie spalin, které mohou být v případě potřeby přiváděny do zařízení za účelem přeměny močoviny na reakční činidla zúčastňující se selektivní katalytické redukce (SCR), jako je amoniak. Močovina, jež se rozkládá při teplotě nad 140 °C, se nastřikuje do vedlejšího proudu, kde dochází k jejímu zplynění a smíchání s dalšími plyny. Při velmi účinném uspořádání zařízení
-3 CZ 305419 B6 podle tohoto vynálezu je uvedeným vedlejším proudem proud spalin, k jehož oddělení dochází za primárním přehřívákem nebo ekonomizérem. V ideálním případě by uvedený vedlejší proud rozložil močoviny, aniž by bylo třeba jej dále ohřívat, avšak pokud je třeba tento proud ohřát, je množství spotřebovaného tepla mnohem menší než v případě, že by se ohřívaly veškeré spaliny. V závislosti na teplotě tento vedlejší proud, jehož množství obvykle činí 3 procenta z celého množství spalin, zajišťuje dostatečnou enthalpii a hybnost pro úplné zplynění močoviny a důkladné smíchání reakčních činidel, obsažených v uvedeném vedlejším proudu, s hlavním proudem spalin.
Pro ještě důkladnější promíchání uvedeného reakčního činidla a spalin před opětným spojením vedlejšího proudu s proudem hlavním je možné použít mísící zařízení, jako je cyklon, statický mísič nebo dmychadlo. Výhodou použití cyklonu je, že tento zároveň může odstranit drobné částice, jež mohou být v proudu spalin přítomny. Uvedený vedlejší proud obsahující zplyněnou močovinu může být následně pomocí vysokotepelného dmychadla směrován vpřed směrem k nastřikovací mříži umístěné před SCR katalyzátorem. Za uvedenou nastřikovací mříží mohou být nainstalované mísiče vortex nebo jiné typy statických mísičů, které slouží pro důkladné promíchání vedlejšího proudu s hlavním proudem. Míchání se spalinami je usnadněno díky řádově většímu množství vedlejšího proudu v porovnání s proudem nastřikovaným pomocí mříže pro nastřikování amoniaku (AIG), která se používá při tradičních SCR procesech využívajících amoniak.
Nový způsob podle předmětného vynálezu a zařízení kjeho provádění využívá snadné manipulovatelnosti s močovinovým reakčním činidlem, aniž by bylo třeba používat buď nosný plyn, nebo další zdroj tepla, který by byl určený jen pro ohřev a hydrolýzu močoviny, přičemž množství uvedeného vedlejšího proudu plynu zajišťuje důkladně promíchání, jež je třeba pro dosažení vysokého stupně redukce oxidů dusíku (NOX).
Podle jednoho provedení tohoto vynálezu se od hlavního proudu vycházejícího ze spalovací komory odděluje vedlejší proud a do tohoto vedlejšího proudu se nastřikuje močovina, a to při teplotě, jež je dostatečná pro úplné rozložení močoviny nebo zplynění močoviny jiným způsobem za vzniku aktivních plynných sloučenin. Nebo zplynění močoviny jiným způsobem za vzniku aktivních plynných sloučenin.
Podle jiného provedení tohoto vynálezu se od hlavního proudu vycházejícího ze spalovací komory po jeho konečné úpravě odděluje vedlejší proud a od tohoto vedlejšího proudu se nastřikuje močovina, a to při teplotě, jež je dostatečná pro úplné rozložení močoviny za vzniku aktivních plynných sloučenin.
Podle dalšího provedení tohoto vynálezu se vedlejší proud přivádí z vnějšího zdroje do spalovací komory a do tohoto vedlejšího proudu se nastřikuje močovina, a to při teplotě, jež je dostatečná pro úplné rozložení močoviny za vzniku aktivních plynných sloučenin.
Podle dalšího provedení tohoto vynálezu se od hlavního proudu vycházejícího ze spalovací komory odděluje vedlejší proud, jeho teplota je zvýšena k tomu určeným ohřívačem na teplotu dostatečnou pro úplné rozložení močoviny za vzniku aktivních plynných sloučenin a do takto zahřátého proudu se nastřikuje močovina, přičemž dochází kjejímu rozkladu nebo zplynění jiným způsobem.
Podle jiného provedení tohoto vynálezu se od hlavního proudu vycházejícího ze spalovací komory odděluje vedlejší proud a do tohoto vedlejšího proudu se nastřikuje močovina a oba proudy se následně spojují pomocí cyklonu, čímž je zajištěno jejich důkladné promíchání a oddělení částic přítomných v plynu.
-4CZ 305419 B6
Podle dalšího provedení tohoto vynálezu se od hlavního proudu vycházejícího ze spalovací komory odděluje vedlejší proud a tento vedlejší proud prochází skrz cyklon a následně je zahřát aje do něj nastříknuta močovina.
Podle dalšího provedení tohoto vynálezu se od hlavního proudu vycházejícího ze spalovací komory odděluje vedlejší proud, tento vedlejší proud se ohřívá, nastřikuje se do něj močovina a následně prochází cyklonem.
V alternativním provedení tohoto vynálezu se využívá proud vzduchu, vzduch předehřátý výměníkem tepla, do kterého proudí vzduch a spaliny, nebo předehřátý spalovací vzduch, který se dále zahřívá a směšuje s močovinou za vzniku proudu, jenž následně prochází v případě potřeby mísičem a po spojení s proudem spalin ze spalovací komory prochází skrz nastřikovací mříž a SCR reaktor.
V kterémkoli ze shora popsaných provedení tohoto vynálezu je možné použít páru za účelem zajištění vytvoření maximálního množství amoniaku, a jakožto dodatečný zdroj tepla pro zplyňování močoviny nebo pro udržování teploty katalyzátoru. Dále je v kterémkoli z uvedených provedení tohoto vynálezu rovněž možné vedlejší proud, který obsahuje SCR reakční činidlo, znovu zavádět do hlavního proudu spalin, a to skrz správně navrženou mřížku pro nastřikování amoniaku (AIG), která se používá při tradičním SCR procesu využívajícím amoniak. Dále může být před nebo za místem nástřiku močoviny (podle toho, co je vhodnější pro danou aplikaci) umístěno dmychadlo, které je vhodné pro dodávání vzduchu nebo spalin o požadované teplotě a které slouží pro zajištění dostatečného tlaku pro zpětné přivedení vedlejšího proudu do hlavního proudu spalin.
V následujícím textu je popsáno mnoho výhodných aspektů předmětného vynálezu. Při popisu těchto různých provedení se předpokládá stejné složení spalin.
Objasnění výkresů
Podstata vynálezu bude lépe vysvětlena a výhody tohoto vynálezu budou zřejmější z následujícího podrobného popisu, zejména pak ve spojení s přiloženými obrázky.
Na obrázku 1 je schematicky znázorněno provedení předmětného vynálezu, při kterém se z hlavního proudu spalin vycházejícího ze spalovací komory odděluje vedlejší proud a do tohoto proudu se nastřikuje močovina, přičemž k nastřikování močoviny dochází při teplotě, jež je dostatečná k úplnému rozložení močoviny na aktivní plynné sloučeniny. Dmychadlo, které může být umístěno před nebo za místem nástřiku močoviny, zajišťuje dostatečný tlak pro zavedení uvedeného vedlejšího proudu do hlavního proudu. Pro důkladnou distribuci reakčního činidla v hlavním proudu se používá nastřikovací mříž nebo tradiční mříž pro nastřikování amoniaku, jež je umístěna před SCR reaktorem.
Na obrázku 2 je schematicky znázorněno jiné provedení tohoto vynálezu, při kterém se z hlavního proudu spalin vycházejícího ze spalovací komory odděluje vedlejší proud a při kterém se používá hořák nebo jiný prostředek pro zahřívání spalin, pomocí kterého se teplota vedlejšího proudu zvyšuje tak, aby postačovala pro úplné rozložení močoviny na aktivní plynné sloučeniny, a do takto zahřátého vedlejšího proudu se nastřikuje močovina, přičemž dochází k jejímu rozkladu nebo zplynění jiným způsobem.
Na obrázku 3 je schematicky znázorněno jiné provedení tohoto vynálezu, při kterém se z hlavního proudu spalin vycházejícího ze spalovací komory odděluje vedlejší proud, do kterého se nastřikuje močovina a který se následně ohřívá. Oba proudy se poté spojují a společně procházejí cyklonem za účelem důkladného promíchání a oddělení pevných částic.
-5CZ 305419 B6
Na obrázku 4 je schematicky znázorněno jiné provedení tohoto vynálezu, při kterém se z hlavního proudu spalin vycházejícího ze spalovací komory odděluje vedlejší proud a tento vedlejší proud prochází skrz cyklon, zahřívá se a poté se do něj nastřikuje močovina, přičemž uvedený vedlejší proud je pomocí dmychadla poháněn do nastřikovací mříže.
Na obrázku 5 je schematicky znázorněno j iné provedení tohoto vynálezu, při kterém se z hlavního proudu spalin vycházejícího ze spalovací komory odděluje vedlejší proud a tento vedlejší proud se zahřívá, je do něj nastříknuta močovina a následně prochází skrz cyklon.
Na obrázku 6 je schematicky znázorněno jiné provedení tohoto vynálezu, při kterém se proud vzduchu zahřívá, je do něj nastříknuta močovina a výsledný proud prochází (v případě potřeby) mísičem, nastřikovací mříží, mísí se s proudem spalin vycházejícím ze spalovací komory a prochází SCR reaktorem.
Na obrázku 7 je schematicky znázorněno jiné provedení tohoto vynálezu, jež je podobné provedení znázorněnému na obrázku 6 a při kterém se jako zdroj tepla používá pára.
Na obrázku 8 je schematicky znázorněno jiné provedení tohoto vynálezu, jež je podobné provedení znázorněnému na obrázku 7 a při kterém se pára přidává do proudu vzduchu až po nástřiku močoviny.
Na obrázku 9 je schematicky znázorněno jiné provedení tohoto vynálezu, při kterém se z proudu spalin po jeho průchodu SCR reaktorem se z proudu spalin po jeho průchodu SCR reaktorem odděluje vedlejší proud, který se ohřívá a poté se do něj nastřikuje močovina.
Na obrázku 10 je schematicky znázorněno jiné provedení tohoto vynálezu, při kterém se z proudu spalin po jeho průchodu SCR reaktorem a zařízením pro oddělení pevných částic, jako je ESP, rukávový filtr nebo cyklon, odděluje vedlejší proud, který se ohřívá a poté se do něj nastřikuje močovina.
Na obrázku 11 je znázorněna modifikace způsobu nastřikování močoviny ze schématu 6, kdy se místo nastřikování vodné močoviny nastřikuje pomocí stlačeného nosného vzduchu jemně mletá, prášková nebo mikronizovaná pevná močovina.
Předmětem tohoto vynálezu je způsob selektivní katalytické redukce (SCR) na bázi močoviny, při kterém je možné s výhodou využít enthalpie spalin, kterou je možné v případě potřeby možné doplnit pro přeměnu močoviny na amoniak. Existuje několik možných provedení tohoto vynálezu, jejichž výhodné formy budou popsány v dalším textu. Nicméně se rozumí, že je možné využít různé rysy zde popsaných provedení předmětného vynálezu v kombinaci s provedeními tohoto vynálezu, která zde nejsou konkrétně popsána. Společné prvky a rysy znázorněné na jednotlivých obrázcích jsou označovány na všech obrázcích stejnými vztahovými značkami.
Nový způsob podle předmětného vynálezu využívá snadné manipulovatelnosti s močovinovým reakčním činidlem a zajišťuje úplné zplynění a důkladné promíchání, při kterém se používá masa vedlejšího proudu plynu pro důkladné promíchání s hlavním proudem plynu, jež je třeba pro dosažení vysokého stupně redukce oxidů dusíku (NOX). Ve zvlášť výhodných provedeních tohoto vynálezu je teplo potřebné pro zplynění močoviny získáváno z enthalpie spalin.
Způsob podle tohoto vynálezu je účinný při použití močoviny, avšak je při něm možné použít i jiná činidla redukující oxidy dusíku (NOX), jež jsou schopna po zahřátí generovat reakční plyn obsahující amoniak. Jak bude patrné z dalšího popisu, při zplynění některých reakčních činidel bude reakční plyn obsahovat rovněž HNCO, který reaguje s vodou za vzniku amoniaku a oxidu uhličitého. Výhodou předmětného vynálezu je, že této reakce je možné snadno dosáhnout bez předběžné hydrolýzy činidla redukujícího oxidy dusíku (NOX), se kterou je spojené riziko ucpání trysek a dalšího zařízení. Výrazem „zplynění“ se v tomto textu rozumí, že v podstatě veškerá
-6CZ 305419 B6 močovina je přeměněna na plyn, aniž by po ní zbylo výrazné množství rozpuštěné látky, pevné látky nebo kapaliny, která by byla v kontaktu s SCR katalyzátory a způsobila by jejich otrávení.
Výraz „močovina“ v tomto textu zahrnuje i reakční činidla, která jsou ekvivalenty močoviny v tom smyslu, že z nich po zahřátí vzniká amoniak a HNCO, a to bez ohledu na to, jestli v té formě, která se vpravuje do proudu spalin, obsahují nebo neobsahují velká množství čisté močoviny. Avšak reakční činidla, jež jsou ekvivalentní močovině, obvykle obsahují ve svých komerčních formách měřitelná množství močoviny, takže zahrnují močovinu. Mezi činidla redukující oxidy dusíku (NOX), které je možné zplynit patří činidla zahrnující alespoň jednu sloučeninu vybranou ze skupiny zahrnující amelid; amelin; uhličitan amonný; hydrogenuhličitan amonný; amoniumkarbamát; kyanát amonný; amonné soli anorganických kyselin, včetně kyseliny sírové a kyseliny fosforečné; amonné soli organických kyselin, včetně kyseliny mravenčí a kyseliny octové; biuret; triuret; kyselinu kyanurovou; kyselinu isokyanovou; močovinoformaldehyd; melamin; trikyanomočovinu a směsi uvedených sloučenin. Dále jsou dostupná činidla redukující oxidy dusíku (NOX), ze kterých nevzniká HNCO, ale která se rozkládající na směs plynů obsahující uhlovodíky. Do skupiny těchto činidel spadají různé aminy ajejich soli (zejménajejich karbonáty), včetně guanidinu, guanidinkarbonátu, methylaminkarbonátu, ethylaminkarbonátu, dimethylaminkarbonátu, hexamethylaminu, hexamethylaminkarbonátu; a vedlejší produkty různých chemických postupů obsahující močovinu. Aminy obsahující vyšší alkylové řetězce je možné použít za předpokladu, že uhlovodíkové složky, jež se při reakci uvolňují, neinterferují s reakcí, při níž dochází k redukci oxidů dusíku (NOX).
Výraz „močovin“, tak jak je používán v tomto textu, tedy zahrnuje močovinu ve všech jejích komerčně dostupných a ekvivalentních formách. V obvyklých případech se komerčně dostupné formy močoviny skládají v podstatě jen z močoviny, přičemž obsah močoviny v těchto produktech činí 95 procent hmotnostních nebo více. Použití této poměrně čisté formy močoviny při způsobu podle předmětného vynálezu je upřednostňováno aje spojeno s několika výhodami.
Další výhodou tohoto vynálezu je, že ačkoli při něm vůbec není třeba použít amoniak, zlepšuje zde popsané zařízení přivádění reakčních činidel používaných při selektivní katalytické redukci (SCR), a to včetně amoniaku, takže umožňuje použití amoniaku, a to navzdory tomu, že problémy sjeho uskladněním nebudou zcela vyřešeny.
Roztok močoviny se přivádí rychlostí, jež je v určitém poměru ke koncentraci oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu před tím, než tento proud projde katalyzátorem redukce oxidů dusíku (NOX) a které je dostatečné pro dosažení hodnoty NSR od přibližně 0,1 do přibližně 2, přičemž tato hodnota je závislá na četných faktorech, avšak její hodnota je obvykleji v rozmezí od 0,5 do 1,1. Výrazem „NSR“ se zde rozumí relativní ekvivalenty dusíku v močovině nebo jiném činidle redukujícím oxidy dusíku (NOX), vztažené k ekvivalentům dusíku v oxidech dusíku (NOX), jež jsou obsaženy ve spalinách, které mají být zpracovány.
Výraz „spalovací komora“ je v tomto textu použít v širokém smyslu slova a zahrnuje všechny spalovací komory, ve kterých dochází ke spalování uhlíkových paliv za účelem produkce tepla, které může být použito například pro přímou nebo nepřímou přeměnu na mechanickou nebo elektrickou energii. Tato uhlíková paliva mohou obsahovat uhlovodíky, které se normálně používají jakožto paliva, jakož i hořlavé odpadní materiály, jako je pevný komunální odpad, průmyslový odpad a podobně. Zde používaný výraz „spalovací komora“ zahrnuje hořáky a komory i motory s vnitřním spalováním, jako je Ottův motor, Dieselův motor a turbinový motor, přičemž všechna tato zařízení mohou využívat výhody předmětného vynálezu. Avšak protože jsou tolik zdůrazňovány problémy a výhody úspěšného dosažení spolehlivé redukce oxidů dusíku (NOX) při použití spalovacích komor s využitím amoniaku jakožto redukčního činidla, je v tomto popisu popsáno použití vysokokapacitní spalovací komory, což je však třeba chápat jen jako příklad nijak neomezující rozsah tohoto vynálezu. Do rozsahu tohoto vynálezu naopak spadá použití stacionárních a mobilních spalovacích komor všech typů. Dále tento vynález není omezen jen na
-7CZ 305419 B6 zpracování spalin. Naopak, jakýkoliv horký plyn, který může procházet SCR reaktorem za účelem redukce oxidů dusíku (NOX), může využívat výhodné rysy předmětného vynálezu.
Na obrázku 1 je schematicky znázorněno provedení předmětného vynálezu, při kterém se z hlavního proudu spalin vycházejícího ze spalovací komory odděluje vedlejší proud a do tohoto proudu se nastřikuje močovina, přičemž k nastřikování močoviny dochází při teplotě, jež je dostatečná k úplnému rozložení nebo jinému způsobu zplynění močoviny za vzniku aktivních plynných sloučenin. Ve vysokokapacitní spalovací komoře 20 se spaluje palivo za vzniku spalin obsahujících oxidy dusíku (NOX), které je třeba alespoň zčásti odstranit. Spaliny se využívají pro ohřev vody ve výměníku 22 tepla a následně jsou vypouštěny do atmosféry průduchem 23 a dalším zařízením umístěným za tímto průduchem. Použití mísícího zařízení 24 je volitelné, a pokud je použito, je umístěno za místem přidání močovinového reakěního činidla do vedlejšího proudu spalin a za místem spojení uvedeného vedlejšího proudu s hlavním proudem spalin, jak bude popsáno níže. Výrazem „vedlejší proud“ se v tomto textu rozumí proud spalin o poměrně malém objemu, vzhledem k celkovému objemu spalin, které mají být zpracovány zplyněnou močovinou a katalyzátory 26, 26' a 26 pro redukci oxidů dusíku (NOX). Uvedený vedlejší proud je možné získat oddělením části tvořící vedlejší proud 28 z celkového množství spalin proudících průduchem 23, přičemž zbývající část spalin tvoří hlavní proud 29. Při různých provedeních tohoto vynálezu dochází k uvedenému oddělení před nebo po zpracování spalin. Dále je možné uvedený vedlejší proud získat přivedením vzduchu z vnějších zdrojů.
Katalyzátory 26, 26' a 26 se používají v sestavě tvořící reaktor a jedná se o známé SCR katalyzátory, jež se používají při redukci oxidů dusíku (NOX) s využitím amoniaku nebo močoviny, a to v různých hydrolyzovaných, zplyněných, pyrolyžovaných a podobných formách. Mezi vhodné SCR katalyzátory patří ty katalyzátory, které jsou schopné v přítomnosti amoniaku snížit koncentraci oxidů dusíku ve spalinách. Jako příklad takovéhoto katalyzátoru je možné uvést aktivní uhlí, uhlí nebo koks, zeolity, oxid vanadu, oxid wolframu, oxid titanu, oxid železa, oxid mědi, oxid manganu, oxid chrómu, inertní kovy, jako jsou kovy ze skupiny platiny, jako je platina, palladium, rhodium a iridium, nebo směsi těchto látek. Dále je podle předmětného vynálezu možné použít jiné konvenční SCR katalytické materiály, které jsou odborníkovi v dané oblasti techniky dobře známé. Tyto SCR katalyzátory jsou obvykle nanesené na podkladovém materiálu, jako je kov, keramika, zeolit nebo homogenní monolit, avšak je možné použít i jiné, v dané oblasti techniky známé, podkladové materiály.
Mezi SCR katalyzátory použitelné podle tohoto vynálezu patří i katalyzátory používané při dříve popsaných procesech. Selektivní katalytické redukční procesy pro redukci oxidů dusíku (NOX) jsou dobře známé a používají se při nich různé katalyzátory. Tak například v evropské patentové přihlášce číslo EP 0 210 392 (Eicholtz a Weiler) je diskutováno katalytické odstraňování oxidů dusíku pomocí amoniaku, v přítomnosti aktivního uhlí nebo aktivního koksu jakožto katalyzátoru. Kato a spolupracovníci v patentu Spojených států amerických US 4,138,469 a Henke v patentu Spojených států amerických US 4,393,031 popisují katalytickou redukci oxidů dusíku (NOX) amoniakem v přítomnosti kovů ze skupiny platiny a/nebo jiných kovů, jako je titan, měď, molybden, vanad, wolfram nebo jejich oxidy. V této souvislosti je rovněž možné odkázat na evropský patent EP 487,886, který popisuje V2O5/WO3/T1O2 katalyzátor používaný při teplotě v rozmezí od 220 °C do 280 °C. Jiné katalyzátory na bázi platiny se mohou používat ještě při nižší teplotě, například při teplotě snížené na přibližně 180 °C.
Další způsob katalytické redukce je popsán v kanadském patentu CA 1 100 292 (Knight), který se týká použití katalyzátoru na bázi kovu ze skupiny platiny, zlata a/nebo stříbra, jenž je nanesen na žáruvzdorném oxidu. Moři a spolupracovníci v patentu Spojených států amerických US 4 107 272 diskutují katalytickou redukci oxidů dusíku (NOX) amoniakem v přítomnosti sulfoxidů, síranů a siřičitanů vanadu, chrómu, manganu, železa, mědi a niklu.
Ginger popisuje v patentu Spojených států amerických US 4,268,488 vícefázový katalytický systém, ve kterém se spaliny obsahující oxidy dusíku vystavují působení prvního katalyzátoru, jenž
-8CZ 305419 B6 zahrnuje sloučeninu mědi, jako je síran měďnatý, a druhého katalyzátoru, jenž zahrnuje směsi kovů, jako jsou síran vanadu a železa nebo wolframu a železa nanesené na vhodném nosiči, a to v přítomnosti amoniaku.
Spaliny obsahující reakční plyn nejvýhodnější procházejí přes SCR katalyzátor a zároveň teplota spalin obsahujících močovinu nebo jiné reakční činidlo činí alespoň přibližně 100 °C, obvykle pak od přibližně 180 °C do přibližně 650 °C, výhodně více než alespoň přibližně 250 °C. Takto tedy uvedené sloučeniny, které jsou přítomny ve spalinách díky zplynění roztoku reakčního činidla, nejúčinněji usnadňují katalytickou redukci oxidů dusíku, přičemž je zároveň zabráněno kondenzaci vody. Uvedené spaliny obvykle obsahují přebytek kyslíku, například až 15procentní, vztaženo na množství kyslíku, jež je potřeba pro úplné zoxidování daného uhlíkového paliva. Použití předmětného vynálezu ve spojení s jakýmkoli katalyzátorem podle shora citovaných dokumentů (jejichž obsah je zahrnut v tomto textu jako odkazový materiál) snižuje nebo eliminuje požadavky na přepravu, skladování a manipulaci s velkými množstvími amoniaku nebo vodného amoniaku.
Na obrázku 1 se hlavní, úplný proud spalin proudící průduchem 23 rozděluje za vzniku vedlejšího proudu 28 a hlavního proudu 29, jehož objem je větší než objem uvedeného vedlejšího proudu. Močovina, která se rozkládá při teplotě vyšší než 140 °C, se přivádí ze zásobníku 30 přes vhodné ventily 34 a regulátory (neznázoměné) a nastřikuje se tryskou 32 do vedlejšího proudu 28 spalin, který se odděluje za primárním přehřívákem nebo ekonomizérem (zde znázorněným obecně jako výměník tepla 22). Aby bylo dosaženo cíle zplynění močoviny nebo s močovinou souvisejícího činidla pro redukci oxidů dusíku (NOX), dochází k uvedenému zplynění obvykle při teplotě vyšší než přibližně 300 °C.
Roztok močoviny se uchovává v takové koncentraci, jež je vhodná pro skladování a manipulaci, aniž by docházelo k problémům se srážením močoviny apod. S určitým stupněm praktičnosti je možné použít roztoky o koncentraci v rozmezí od přibližně 5 procent do 70 procent, avšak obvykle se používají roztoky o koncentraci v rozmezí od přibližně 15 procent do přibližně 50 procent. Výhodou předmětného vynálezu je skutečnost, že množství vody v roztoku močoviny je možné měnit samotnou vodou nebo párou, která se přivádí pro regulaci teploty plynů ve vedlejším proudu na vhodnou teplotu.
Teplota plynů vyrobených zplyněním reakčních činidel z této skupiny by měla být udržována na hodnotě, která zabrání jejich kondenzaci. V obvyklém případě by tato teplota měla být udržována na hodnotě alespoň 150 °C, výhodně pak na hodnotě alespoň 200 °C. Výhodné rozmezí teplot pro uvedené zplynění a přenos plynů vyrobených z uvedené skupiny reakčních činidel je podle předmětného vynálezu od přibližně 300 °C do přibližně 650 °C. V ideálním případě rozloží vedlejší proud 28 močovinu na aktivní látky, aniž by bylo třeba jej dodatečně ohřívat. Uvedený vedlejší proud (jehož množství činí například od 0,1 procenta do 25 procent z celkového objemu spalin), typicky méně než 10 procent, obvykle pak méně než 3 procenta, např. od 0,1 procenta do 2 procent z celkového objemu spalin, zajišťuje dostatečnou enthalpii pro úplný rozklad močoviny a má dostatečnou hybnost, aby došlo k promíchání tohoto vedlejšího proudu 28 s hlavním proudem 29, která se může mezitím používat pro další výměnu tepla.
Potrubí, kterým proudí vedlejší proud 28 je konstruováno tak, aby byla zajištěna požadovaná doba a rychlost plynu pro rozklad močoviny. V obvyklém případě je potrubí konstruováno tak, aby po nástřiku močoviny byla zajištěna doba zdržení v rozmezí od 1 sekundy do 10 sekund, což postačuje k úplnému rozložení močoviny a k podpoře reakce mezi HNCO a vodní parou za vzniku amoniaku. V zájmu optimalizace rozměrů potrubí, dosažení pístového toku, podpory disperze kapiček močoviny, odpařování a rozkladu močoviny ve vedlejším proudu a minimalizace narážení kapiček do stěny potrubí, je v celém potrubí udržována rychlost vedlejšího proudu v rozmezí od 0,3 metru/sekundu do 6 metrů/sekundu (tj. od 1 ft/sekundu do 20 ft/sekundu). Použití vnitřních kanálků a několika stěn může být výhodné za účelem dosažení optimální rychlosti plynu a minimalizace tepelných ztrát do okolí. Optimální uspořádání potrubí může být vytvořeno mj. na
-9CZ 305419 B6 základě dobře známých designérských nástrojů, jako jsou počítačové programy modelující chování tekutin.
Tryska 32 pro nastřikování močoviny vytváří dobře definované kapičky. Podle tohoto vynálezu je možné použít jak atomizér pracující s podporou vzduchu, tak mechanický atomizér. Pro rychlé odpaření a rozklad kapiček močoviny by měla být velikost kapiček menší než 500 mikrometrů, obvykle pak méně než 100 mikrometrů a výhodně pak méně než 50 mikrometrů. Vzhledem k velikosti daného potrubí může být v některých případech lepší než rychlé kapičky použít malé a pomalé kapičky, vytvořené například ultrazvukovými tryskami. V případě nutnosti nebo potřeby je možné do vedlejšího proudu zavádět páru (v této souvislosti je možné odkázat na přiložené obrázky 7 až 9). Uvedený vedlejší proud 28 je možné následně nasměrovat k nastřikovací mříži 37 (nebo k jinému vhodnému zaváděcímu zařízení, jako je tradiční mříž pro nastřikování amoniaku), která se nachází před SCR reaktorem obsahujícím katalyzátory, jako jsou například katalyzátory 26, 26', 26”. V tomto provedení předmětného vynálezu se používá vysokoteplotní dmychadlo 36, které slouží pro zajištění vhodného nastřikovacího tlaku, například 6894,8 pascalu (tj. 1 psig), na uvedené mříži pro nastřikování amoniaku 37 a zajišťuje dodatečné promíchání. V alternativním případě může být uvedené vysokoteplotní dmychadlo 36 místo znázorněné polohy umístěno před tryskou 32 pro nastřikování močoviny.
Tradiční mříž 37 pro nastřikování amoniaku obsahující hustě umístěné trysky vyžaduje, aby množství uvedeného vedlejšího proudu činilo 0,1 procenta z celkového množství spalin. V případě potřeby je rovněž možné použít statický mísič 24. V alternativním případě může nastřikovací mříž 37 obsahovat řídce umístěné trysky nebo otvory, přičemž pro dosažení homogenní distribuce je za touto nastřikovací mříží 37 umístěn statický mísič 24. Toto alternativní uspořádání může vést ke snížení nákladů na vyrobení a údržbu nastřikovací mříže 37. Míšení se spalinami je pak usnadněno díky řádově vyššímu množství spalin, jež v tomto případě tvoří vedlejší proud, (které může činit například od 1 procenta do 2 procent z celkového množství spalin), v porovnání s množstvím spalin, jež tvoří vedlejší proud v případě použití mříže pro nastřikování amoniaku (AIG) při tradičním amoniakovém SCR procesu. Popisované provedení předmětného vynálezu tak poskytuje flexibilitu, co se týče použitého typu nastřikovací mříže, a to v závislosti na požadavcích dané aplikace.
Výhodou tohoto a dalších provedení předmětného vynálezu je, že díky poměrně velkým objemům plynů tvořících vedlejší proud, které se mísí s roztokem močoviny před přivedením uvedených plynů do kontaktu s SCR katalyzátorem, není nezbytné použít zvláštní mísící proceduru. Nicméně v mnoha případech, zejména pak v případech, kdy existuje velký stupeň fluktuace v objemu plynuje výhodné zajistit vjednom nebo více stupních prostředky pro promíchání uvedených plynů. Mezi vhodné mísící prostředky podle tohoto vynálezu patří statické mísiče, cyklony, dmychadla a další zařízení, která díky svému uspořádání nebo díky svým účinkům zajišťují promíchání plynů.
Další výhodou tohoto provedení předmětného vynálezu je, že tím, že se vedlejší proud tvořený spalinami využívá před úplnou výměnou teplaje enthalpie uvedených spalin využita pro zplynění pomocí přímé výměny tepla mezi vodným roztokem močoviny a uvedenými spalinami tvořícími vedlejší proud. Zcela neočekávatelně výpočty ukazují, že přímá výměna tepla prováděná tímto způsobem, kdy se dodatečná ohřívání používá pouze v případě potřeby při nízkém zatížení (kdy je potřeba redukce oxidů dusíku (NOX) rovněž nízká), je mnohem účinnější než při použití dodatečného ohřevu studeného proudu za účelem zplynění močoviny. Rovněž výhodně může dodatečný ohřev vedlejšího proudu podle tohoto vynálezu sloužit jako účinný prostředek pro regulaci teploty ve vedlejším proudu za účelem konzistentního rozkladu močoviny a pro regulaci teploty SCR katalyzátoru a pro udržování obou teplot v účinných rozmezích.
Na obrázku 2 je zobrazeno podobné provedení předmětného vynálezu jako na obrázku 1. Avšak při tomto provedení se používá ohřívač 38, který je podle potřeby schopen dostatečně zvýšit teplotu vedlejšího proudu 28 pro zajištění potřebného rozkladu močoviny. Použití ohřívače je zvlášť
- 10CZ 305419 B6 vhodné v případě, kdy výkon kotle je nízký. Výhodou tohoto provedení předmětného vynálezu je, že pokud je třeba použít ohřev, je množství tepla, které je třeba dodat, mnohem nižší než by bylo třeba v případě ohřívání celého množství spalin nebo močoviny. Vysokoteplotní dmychadlo 36, které je umístěno za tryskou 32 pro nastřikování močoviny, může být na rozdíl od uvedeného zobrazení umístěno i před ohřívačem 38. Ohřívač 38, jenž je na obrázku 2 zobrazen jako hořák, může být nahrazen topným hadem, ve kterém proudí pára, tepelným výměníkem nebo jinými prostředky pro přenos tepla do vedlejšího proudu 28.
Na obrázku 3 je schematicky znázorněno další provedení předmětného vynálezu, kdy se vedlejší proud 28 odděluje z hlavního proudu spalin vycházejících ze spalovací komory a tento vedlejší proud se podle potřeby zahřívá ještě před tím, než se do něj nastřikuje močovina. Uvedené dva proudy 23 a 28 se spolu spojují a procházejí cyklonem 40 za účelem odstranění částic a úplného promíchání obou proudů. Vysokoteplotní dmychadlo 36, které je umístěno za tryskou 32 pro nastřikování močoviny, může být na rozdíl od uvedeného zobrazení umístěno i před ohřívačem 38. Ohřívač 38, jenž je na obrázku 3 zobrazen jako hořák, může být nahrazen topným hadem, ve kterém proudí pára, tepelným výměníkem nebo jinými prostředky pro přenos tepla do vedlejšího proudu 28.
Na obrázku 4 je schematicky znázorněno další provedení předmětného vynálezu, kdy se vedlejší proud 28 odděluje z hlavního proudu 23 spalin vycházejícím ze spalovací komory 20 a prochází cyklonem 40 (nebo jiným zařízením pro oddělování částic), zahřívá se podle potřeby ohřívačem 38 a následně se do něj pomocí trysky 32 nastřikuje močovina. Vysokoteplotní dmychadlo 36, které je umístěno za tryskou 32 pro nastřikování močoviny, může být na rozdíl od uvedeného zobrazení umístěno i před ohřívačem 38. Ohřívač 38, jenž je na obrázku 4 zobrazen jako hořák, může být nahrazen topným hadem, ve kterém proudí pára, tepelným výměníkem nebo jinými prostředky pro přenos tepla do vedlejšího proudu 28.
Na obrázku 5 je schematicky znázorněno další provedení předmětného vynálezu, které je podobné provedení podle obrázku 4, kdy se vedlejší proud 28 odděluje z hlavního proudu 23 spalin vycházejících ze spalovací komory 22, zahřívá se a těsně před jeho vstupem do cyklonu 40 (nebo jiného zařízení pro oddělování částic) se do něj nastřikuje močovina. Výsledný upravený proud prochází dmychadlem 36 a nastřikovací mříží 37 (nebo jiným zařízením, jež je vhodné pro přivádění uvedeného proudu do reaktoru), jež je umístěna před SCR reaktorem. Na obrázku je znázorněn rovněž statický mísič 39, jehož použití je volitelné. Vysokoteplotní dmychadlo 36, které je umístěno za cyklonem 40, může být na rozdíl od uvedeného zobrazení umístěno i před ohřívačem 38. Ohřívač 38, jenž je na obrázku 5 zobrazen jako hořák, může být nahrazen topným hadem, ve kterém proudí pára, tepelným výměníkem nebo jinými prostředky pro přenos tepla do vedlejšího proudu 28.
Na obrázku 6 je schematicky znázorněno další z možných provedení předmětného vynálezu, při kterém se proud vzduchu vhání do potrubí 128 a ohřívá se. Do tohoto potrubí se tryskou 32 nastřikuje močovina. Výsledný proud prochází po spojení s proudem spalin ze spalovací komory mísičem a nastřikovací mříží a prochází SCR reaktorem. Na tomto obrázku je znázorněn výměník 45 tepla a hořák 38, avšak podle potřeby je možné použít buď obě tato zařízení nebo jen jedno z nich. Uvedený výměník 45 tepla a hořák 38 mohou být nahrazeny jinými prostředky pro převedení tepla do vedlejšího proudu 28.
Toto provedení předmětného vynálezu je užitečná v situacích, kdy konfigurace spalovací komory 20 neumožňuje snadné vytvoření vedlejšího proudu 28 spalin, takže je zapotřebí použít dodatečného ohřevu. Množství tohoto dodatečně přidávaného tepla je možné snížit použitím předehřátého spalovacího vzduchu, který je v případě běžně používaných kotlů k dispozici.
Na obrázku 7 je schematicky znázorněno další provedení tohoto vynálezu, které je podobné provedení podle obrázku 6, kdy se jako zdroj tepla do proudu vzduchu přivádí vhodným prostředkem 50 pára.
- 11 CZ 305419 B6
Na obrázku 8 je schematicky znázorněno další provedení předmětného vynálezu, jež je podobné provedení podle obrázku 7 a při kterém je přívod 50 páry umístěn za místem nástřiku močoviny.
Na obrázku 9 je schematicky znázorněno další provedení předmětného vynálezu, jež je podobné provedení podle obrázku 6 a při kterém se vedlejší proud 228 vytváří z proudu spalin až po jejich úpravě v reaktoru obsahujícím SCR katalyzátor. Výhodou tohoto provedení je, že v uvedených spalinách je absorbováno velké množství tepla, a to zejména pokud jsou uvedené spaliny odebírány ještě před jejich použitím pro předehřívání spalovacího plynu.
Na obrázku 10 je schematicky znázorněn další provedení předmětného vynálezu, jež je podobné provedení podle obrázku 9 a při kterém se vedlejší proud 328 vytváří z proudu spalin až po jejich úpravě v reaktoru obsahujícím SCR katalyzátor a až za zařízením 60 pro odstraňování částic, jako je elektrostatický srážeč, rukávový filtr nebo cyklon. Ačkoli v tomto případě je ve spalinách absorbováno méně tepla než v předcházejícím případě, toto uspořádání nabízí tu výhodu, že uvedené spaliny, pokud je toto uspořádání použito ve spojení se spalovací komorou, ve které se spaluje pevné nebo kapalné palivo, v podstatě neobsahují částice.
Na obrázku 11 je znázorněna modifikace nastřikování močoviny z obrázku 6. Místo vodného roztoku močoviny se v tomto případě nastřikuje pomocí stlačeného nosného vzduchu jemně mletá, prášková nebo mikronizovaná pevná močovina, a to pomocí potrubí 31 a trysky 232 z potrubí 234. Uvedené nastřikování pevné močoviny je možné použít ve všech shora popsaných provedeních tohoto vynálezu. Pevná močovina neobsahující vodu má tu výhodu, že jsou sníženy tepelné požadavky na její zplynění.
Shora uvedený popis je určen k tomu, aby zkušenému odborníkovi umožnil uskutečnit předmětný vynález. Tento popis však není určen pro detailní popis všech modifikací, které je možné provést a pro popis všech variant, které budou odborníkovi po přečtení tohoto popisu zřejmé. Na druhé straně do rozsahu tohoto vynálezu spadají všechny takové modifikace a varianty, které vyplývají z předcházejícího popisu a z dále uvedených patentových nároků. Pokud nevyplývá z textu opak, jsou dále uvedené patentové nároky formulovány s úmyslem, aby do jejich rozsahu spadalo jakékoli uspořádání nebo jakákoli posloupnost popsaných prvků a stupňů, ovšem za předpokladu, že toto uspořádání nebo tato sekvence bude účinná pro splnění cílů tohoto vynálezu.

Claims (25)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob snížení koncentrace oxidů dusíku v proudu spalin z velkokapacitní stacionární spalovací komory, vyznačující se tím, že zahrnuje následující stupně:
    vytvoření proudícího vedlejšího proudu plynů složeného ze vzduchu z vnějšího zdroje a/nebo spalin, který tvoří méně než 3 objemová procenta z celkového objemu spalin, při teplotě dostatečné ke zplynění bez použití katalyzátoru při době zdržení od 1 do 10 sekund při teplotě alespoň 140 °C;
    vpravení vodného roztoku močoviny do uvedeného proudícího vedlejšího proudu;
    přivedení uvedeného vedlejšího proudu plynů, jenž obsahuje plyny vzniklé zplyněním močoviny, do primárního proudu plynů obsahujícího oxidy dusíku (NOX) za vzniku spojeného proudu plynů, přičemž uvedený primární proud plynů má větší objem než vedlejší proud plynů;
    průchod uvedeného spojeného proudu plynů přes katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX) při teplotě v rozmezí od 180 °C do 650 °C, čímž se sníží koncentrace oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu plynů.
    - 12 CZ 305419 B6
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený vedlejší proud zahrnuje spaliny oddělené od proudu spalin za vzniku uvedeného vedlejšího proudu, který se pohybuje rychlostí od 0,3048 do 6,096 m/s (od 1 do 20 ft/s) a primárního proudu, přičemž uvedený vedlejší proud se zahřívá na teplotu od 300 do 650 °C a močovina se rozstřikuje do vedlejšího proudu v kapičkách o velikosti menší než 500 mikrometrů.
  3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený vedlejší proud se pohybuje rychlostí od 0,3048 do 6,096 m/s (od 1 do 20 ft/s) a zahrnuje vzduch z vnějšího zdroje, kteiý se zahřívá na teplotu od 300 do 650 °C a močovina se rozstřikuje do vedlejšího proudu v kapičkách o velikosti menší než 500 mikrometrů.
  4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený vedlejší proud zahrnuje plyny oddělené z uvedeného spojeného proudu, který prošel přes uvedený katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX), pohybuje se rychlostí od 0,3048 do 6,096 m/s (od 1 do 20 ft/s), zahřívá se na teplotu od 300 do 650 °C a močovina se rozstřikuje do vedlejšího proudu v kapičkách o velikosti menší než 500 mikrometrů.
  5. 5. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že uvedený roztok močoviny se přidává rychlostí, kteráje úměrná koncentraci oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu, a to před tím, než tento spojený proud prochází přes uvedený katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX), přičemž rychlost přidávání roztoku močoviny je účinná pro dosažení hodnoty N SR od 0,1 do 2,0.
  6. 6. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že koncentrace uvedeného roztoku močoviny je v rozmezí od 5 procent do 70 procent.
  7. 7. Způsob podle kteréhokoli z nároků laž4, vyznačující se tím, že pro usnadnění zplynění močoviny se vedlejší proud ohřívá pomocí páry.
  8. 8. Způsob podle kteréhokoli z nároků laž4, vyznačující se tím, že před přivedením uvedeného vedlejšího proudu plynů, jenž obsahuje plyny vzniklé zplyněním močoviny, do primárního proudu plynů obsahujícího oxidy dusíku (NOX), za vzniku spojeného proudu plynů, prochází uvedený vedlejší proud skrz mísicí zařízení.
  9. 9. Způsob podle kteréhokoli z nároků laž4, vyznačující se tím, že před přivedením močoviny do vedlejšího proudu plynů prochází tento vedlejší proud prostředky pro snížení obsahu částic.
  10. 10. Způsob snížení koncentrace oxidů dusíku v proudu spalin z velkokapacitní stacionární spalovací komory, vyznačující se tím, že zahrnuje následující stupně:
    vytvoření vedlejšího proudu plynů, který tvoří méně než 3 objemová procenta z celkového objemu spalin, při teplotě alespoň 200 °C, čímž dojde ke zplynění bez použití katalyzátoru při době zdržení od 1 do 10 sekund;
    vpravení pevné močoviny do uvedeného vedlejšího proudu pro zplynění uvedeného vodného roztoku močoviny;
    přivedení uvedeného vedlejšího proudu plynů, jenž obsahuje plyny vzniklé zplyněním močoviny, do primárního proudu plynů obsahujícího oxidy dusíku (NOX) za vzniku spojeného proudu plynů, přičemž uvedený primární proud plynů má větší objem než vedlejší proud plynů; a průchod uvedeného spojeného proudu plynů přes katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX) při teplotě od 180 do 650 °C, čímž dojde ke snížení koncentrace oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu plynů.
  11. 11. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že uvedený vedlejší proud plynů se předehřívá na teplotu alespoň 200 °C před přivedením vodného roztoku
    - 13 CZ 305419 B6 močoviny o koncentraci v rozmezí od 5 procent do 70 procent, který se přidává rychlostí, jež je úměrná koncentraci oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu, a to před tím, než tento spojený proud prochází přes uvedený katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX), čímž se dosáhne hodnoty NSR od 0,1 do 2,0, a před přivedením uvedeného vedlejšího proudu plynu, jenž obsahuje plyny vzniklé zplyněním močoviny, do primárního proudu plynů obsahujícího oxidy dusíku (NOX), za vzniku uvedeného spojeného proudu plynů, prochází tento vedlejší proud skrz mísící zařízení.
  12. 12. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že množství uvedeného vedlejšího proudu činí za normálních podmínek méně než 2 procenta z objemu spojeného proudu plynů.
  13. 13. Způsob snížení koncentrace oxidů dusíku v proudu spalin z velkokapacitní stacionární spalovací komory, vyznačující se tím, že zahrnuje následující stupně:
    vytvoření proudícího vedlejšího proudu plynů, který tvoří méně než 3 objemová procenta z celkového objemu spalin, při teplotě dostatečné ke zplynění bez použití katalyzátoru při době zdržení od 1 do 10 sekund alespoň 200 °C, přičemž uvedený vedlejší proud obsahuje spaliny, jež se oddělují z proudu spalin za vzniku uvedeného vedlejšího proudu a primárního proudu, přičemž množství uvedeného vedlejšího proudu činí za normálních podmínek méně než 10 procent z objemu spalin;
    vpravení vodného roztoku močoviny do uvedeného vedlejšího proudu, čímž dojde ke zplynění uvedeného vodného roztoku močoviny, přičemž koncentrace tohoto roztoku močoviny je v rozmezí od 5 procent do 70 procent a tento roztok močoviny se přidává rychlostí, která je úměrná koncentraci oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu, a to před tím, než tento spojený proud prochází přes uvedený katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX), čímž se dosáhne hodnoty NSR od 0,1 do 2,0;
    přivedení uvedeného vedlejšího proudu, jenž obsahuje plyny vzniklé zplyněním močoviny, do primárního proudu plynů obsahujícího oxidy dusíku (NOX) za vzniku spojeného proudu plynů, přičemž uvedený primární proud plynů má větší objem než vedlejší proud plynů; a průchod uvedeného spojeného proudu plynů přes katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX), při teplotě 180 až 650 °C, čímž se sníží koncentrace oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu plynů.
  14. 14. Způsob snížení koncentrace oxidů dusíku v proudu spalin z velkokapacitní stacionární spalovací komory, vyznačující se tím, že zahrnuje následující stupně:
    vytvoření proudícího vedlejšího proudu plynů, který tvoří méně než 3 objemová procenta z celkového objemu spalin, při teplotě dostatečné ke zplynění bez použití katalyzátoru při době zdržení od 1 do 10 sekund alespoň 200 °C, přičemž uvedený vedlejší proud obsahuje spaliny, jež se oddělují z proudu spalin za vzniku uvedeného vedlejšího proudu a primárního proudu, přičemž množství uvedeného vedlejšího proudu činí za normálních podmínek méně než 10 procent z objemu spalin;
    vpravení vodného roztoku močoviny do uvedeného vedlejšího proudu, a to za podmínek, jež jsou účinné pro zplynění uvedeného vodného roztoku močoviny, přičemž koncentrace tohoto roztoku močoviny je v rozmezí od 5 procent do 70 procent a tento roztok močoviny se přidává rychlostí, která je úměrná koncentraci oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu, a to před tím, než tento spojený proud prochází přes uvedený katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX), čímž se dosáhne hodnoty NSR od 0,1 do 2,0;
    přivedení uvedeného vedlejšího proudu, jenž obsahuje plyny vzniklé zplyněním močoviny, do primárního proudu plynů obsahujícího oxidy dusíku (NOX) za vzniku spojeného proudu plynů, přičemž uvedený primární proud plynů má větší objem než vedlejší proud plynů; a
    - 14CZ 305419 B6 průchod uvedeného spojeného proudu plynů přes katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX), při teplotě od 180 do 650 °C, čímž se sníží koncentrace oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu plynů, přičemž uvedené spaliny obsažené ve vedlejším proudu se oddělují od uvedeného spojeného proudu plynů po průchodu přes katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX).
  15. 15. Způsob snížení koncentrace oxidů dusíku v proudu spalin z velkokapacitní stacionární spalovací komory, vyznačující se tím, že zahrnuje následující stupně:
    vytvoření proudícího vedlejšího proudu plynů, který tvoří méně než 3 objemová procenta z celkového objemu spalin, při teplotě dostatečné ke zplynění bez použití katalyzátoru při době zdržení od 1 do 10 sekund alespoň 200 °C, přičemž uvedený vedlejší proud obsahuje spaliny, jež se oddělují z proudu spalin za vzniku uvedeného vedlejšího proudu a primárního proudu, přičemž množství uvedeného vedlejšího proudu činí za normálních podmínek méně než 10 procent z objemu spalin;
    vpravení vodného roztoku močoviny do uvedeného vedlejšího proudu, čímž dojde ke zplynění uvedeného vodného roztoku močoviny, přičemž koncentrace tohoto roztoku močoviny je v rozmezí od 15 procent do 70 procent a tento roztok močoviny se přidává rychlostí, která je úměrná koncentraci oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu, a to před tím, než tento spojený proud prochází přes uvedený katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX), čímž se dosáhne hodnoty NSR od 0,1 do 2,0;
    přivedení uvedeného vedlejšího proudu, jenž obsahuje plyny vzniklé zplyněním močoviny, do primárního proudu plynů obsahujícího oxidy dusíku (NOX) za vzniku spojeného proudu plynů, přičemž uvedený primární proud plynů má větší objem než vedlejší proud plynů; a průchod uvedeného spojeného proudu plynů přes katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX), při teplotě 180 až 650 °C, čímž se sníží koncentrace oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu plynů.
  16. 16. Zařízení pro snížení koncentrace oxidů dusíku v proudu spalin, vyznačující se tím, že zahrnuje zařízení pro oddělování částic pro odstranění částic z alespoň části spalin;
    potrubí pro přepravu vedlejšího proudu plynů tvořeného vzduchem z vnějšího zdroje a/nebo spalinami, který tvoří méně než 3 % z celkového objemu spalin, při teplotě alespoň 300 °C;
    prostředky zahrnující trysky pro vytvoření kapiček menších než 500 mikrometrů vodného roztoku močoviny pro redukci oxidů dusíku (NOX) a pro jejich vpravení do uvedeného vedlejšího proudu spalin, čímž dojde ke zplynění uvedeného vodného roztoku močoviny pro redukci oxidů dusíku (NOX);
    ohřívací prostředky pro udržování teploty vyšší než 300 °C, pro zajištění, že v podstatě veškerá močovina v kapičkách je převedena na plyn během 1 až 10 sekund, bez umožnění podstatnému množství rozpuštěných nebo volných pevných látek nebo tekutiny kontaktovat a zanést SCR katalyzátory;
    prostředky obsahující mřížku pro nastřikování amoniaku pro přivedení uvedeného vedlejšího proudu plynu, jenž obsahuje plyny vzniklé zplyněním reakčního činidla pro redukci oxidů dusíku (NOX), do primárního proudu plynů obsahujícího oxidy dusíku (NOX) za vzniku spojeného proudu plynů, přičemž uvedený primární proud plynů má větší objem než vedlejší proud plynů;
    prostředky pro průchod uvedeného spojeného proudu plynů přes katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX) při teplotě od 180 do 650 °C, čímž dojde ke snížení koncentrace oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu plynů.
  17. 17. Zařízení podle nároku 16, vyznačující se tím, že je v něm vytvořen prostředek pro oddělení vedlejšího proudu plynů z proudu spalin, za vzniku uvedeného vedlejšího proudu plynů a uvedeného primárního proudu.
    - 15 CZ 305419 B6
  18. 18. Zařízení podle nároku 16, vyznačující se tím, že je v něm vytvořen prostředek pro přívod vzduchu z vnějšího zdroje, přičemž tento vzduch slouží jako uvedený vedlejší proud.
  19. 19. Zařízení podle nároku 16, vyznačující se tím, že je v něm vytvořen prostředek pro oddělení plynů z uvedeného spojeného proudu, který prošel přes uvedený katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX), a to účelem vytvoření uvedeného vedlejšího proudu plynů.
  20. 20. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 16 až 19, vyznačující se tím, že jev něm vytvořen prostředek pro ohřátí uvedeného vedlejšího proudu plynů před přivedením vodného roztoku močoviny na teplotu alespoň 200 °C.
  21. 21. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 16 až 19, vyznačující se tím, že je v něm vytvořen prostředek pro přivedení uvedeného roztoku močoviny rychlostí, která je úměrná koncentraci oxidů dusíku (NOX) v uvedeném spojeném proudu, a to před tím, než tento spojený proud prochází přes uvedený katalyzátor pro redukci oxidů dusíku (NOX), čímž dojde k dosažení hodnoty NSR od 0,1 do 2,0.
  22. 22. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 16 až 19, vyznačující se tím, že je v něm vytvořen prostředek pro přivedení roztoku močoviny o koncentrace v rozmezí od 5 procent do 70 procent hmotnostních.
  23. 23. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 16 až 19, vyznačující se tím, že je v něm vytvořen prostředek pro ohřev uvedeného vedlejšího proudu pomocí páry, a to za účelem usnadnění zplynění reakčního činidla pro redukci oxidů dusíku (NOX).
  24. 24. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 16 až 19, vyznačující se tím, že v uvedeném vedlejším proudu plynů je vytvořen mísiči prostředek.
  25. 25. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 16 až 19, vyznačující se tím, že uvedený prostředek pro odstraňování částic zahrnuje cyklon a uvedený vedlejší proud se odděluje od spalin až za tímto prostředkem pro oddělení částic.
    11 výkresů
CZ2003-218A 2000-12-01 2001-12-03 Způsob snížení koncentrace oxidů dusíku v proudu spalin a zařízení k provádění tohoto způsobu CZ305419B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US25061800P 2000-12-01 2000-12-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2003218A3 CZ2003218A3 (cs) 2003-12-17
CZ305419B6 true CZ305419B6 (cs) 2015-09-09

Family

ID=22948481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2003-218A CZ305419B6 (cs) 2000-12-01 2001-12-03 Způsob snížení koncentrace oxidů dusíku v proudu spalin a zařízení k provádění tohoto způsobu

Country Status (16)

Country Link
US (1) US7090810B2 (cs)
EP (1) EP1339479B1 (cs)
JP (1) JP2004514828A (cs)
KR (1) KR20020081294A (cs)
CN (2) CN101066520B (cs)
AT (1) ATE355883T1 (cs)
AU (1) AU2002228791A1 (cs)
CA (1) CA2397923C (cs)
CZ (1) CZ305419B6 (cs)
DE (1) DE60127164T2 (cs)
ES (1) ES2278806T3 (cs)
HK (1) HK1111648A1 (cs)
MX (1) MXPA02007703A (cs)
PT (1) PT1339479E (cs)
TW (1) TWI228054B (cs)
WO (1) WO2002043837A1 (cs)

Families Citing this family (88)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7615200B2 (en) * 2000-12-01 2009-11-10 Fuel Tech, Inc. Selective catalytic reduction of NOx enabled by urea decomposition in heat-exchanger bypass
US7829033B2 (en) * 2003-07-03 2010-11-09 Fuel Tech, Inc. Selective catalytic reduction of NOx enabled by sidestream urea decomposition
DE10247989A1 (de) † 2002-10-15 2004-04-29 Robert Bosch Gmbh Abgasreinigung einer Brennkraftmaschine und Verfahren zur Reinigung deren Abgase
JP4262522B2 (ja) * 2003-05-28 2009-05-13 株式会社日立ハイテクノロジーズ エンジン用排気ガス処理装置および排気ガス処理方法
JP2005105970A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Nissan Diesel Motor Co Ltd エンジンの排気浄化装置
US7273595B2 (en) * 2004-12-30 2007-09-25 Spokoyny Felix E Method and apparatus for the production of gaseous ammonia from a urea solution
DE102005002317A1 (de) * 2005-01-17 2006-07-27 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Nachbehandlung von Abgasen
DE102005002319A1 (de) * 2005-01-17 2006-07-27 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Nachbehandlung von Abgasen
NL1028497C2 (nl) * 2005-03-09 2006-09-12 Dsm Ip Assets Bv Werkwijze voor de bereiding van een ureum-bevattende waterige stroom.
JP2007145796A (ja) * 2005-03-17 2007-06-14 Mitsui Chemicals Inc 尿素水及びそれを用いた脱硝装置
US7776280B2 (en) 2005-05-10 2010-08-17 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for selective catalytic reduction of NOx
PL1738819T3 (pl) * 2005-06-17 2011-03-31 Bd Heat Recovery Inc Urządzenie do katalitycznego oczyszczania gazów wylotowych
US7361321B2 (en) 2005-07-11 2008-04-22 General Electric Company Exhaust stream treatment
CN103527289A (zh) * 2006-06-13 2014-01-22 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 选择性催化还原系统和减少发动机氮氧化物排放的方法
US8899020B2 (en) * 2006-08-21 2014-12-02 Southwest Research Institute Apparatus and method for assisting selective catalytic reduction
WO2008024367A2 (en) * 2006-08-22 2008-02-28 Babcock Power, Inc. Thermal decomposition of urea in a side stream of combustion flue gas using a regenerative heat exchanger
US8652426B2 (en) * 2006-12-23 2014-02-18 Alzchem Trostberg Gmbh Use of aqueous guanidinium formate solutions for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides in exhaust gases of vehicles
US7622091B2 (en) * 2007-01-24 2009-11-24 General Electric Company Methods and systems for reducing NOx emissions in industrial combustion systems
JP2008196479A (ja) 2007-02-09 2008-08-28 Sulzer Chemtech Ag 排気ガス浄化システム
US8047145B2 (en) * 2007-02-20 2011-11-01 Hitachi Power Systems America, Ltd Ammonia vaporization system using non-flue gas intermediate heat transfer medium
US7985280B2 (en) * 2007-02-20 2011-07-26 Hitachi Power Systems America, Ltd. Separation of aqueous ammonia components for NOx reduction
AU2008237026A1 (en) * 2007-04-10 2008-10-16 Hydrogen Energy International Limited Emission free integrated gasification combined cycle
US20080267837A1 (en) 2007-04-27 2008-10-30 Phelps Calvin E Conversion of urea to reactants for NOx reduction
DE102007024782B4 (de) * 2007-05-26 2011-08-25 Eichenauer Heizelemente GmbH & Co. KG, 76870 Heizeinsatz und dessen Verwendung in einem Harnstoffversorgungssystem
FR2918294B1 (fr) * 2007-07-02 2009-10-09 Lab Sa Sa Procede d'epuration de fumees de combustion contenant des oxydes d'azote
CN101219329B (zh) * 2007-09-27 2010-06-16 中电投远达环保工程有限公司 前置旋风预除尘scr烟气脱硝工艺
US8591848B2 (en) * 2007-11-09 2013-11-26 Fuel Tech, Inc. Selective catalytic NOx reduction process and control system
US7736608B2 (en) 2007-11-29 2010-06-15 General Electric Company Methods and systems for reducing the emissions from combustion gases
FR2924623A1 (fr) * 2007-12-05 2009-06-12 Air Liquide Procede de reduction catalytique selective d'oxydes d'azote dans des fumees de combustion et installation pour sa mise en oeuvre
US20090148370A1 (en) * 2007-12-06 2009-06-11 Spencer Iii Herbert W Process to produce ammonia from urea
JP4951560B2 (ja) * 2008-03-19 2012-06-13 東京濾器株式会社 内燃機関用の排ガス浄化装置
US8141353B2 (en) * 2008-04-25 2012-03-27 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust gas additive/treatment system and mixer for use therein
CA2725382C (en) * 2008-05-27 2013-04-09 Fuel Tech, Inc. Selective catalytic nox reduction process and apparatus providing improved gasification of urea to form ammonia-containing gas
DE102008033984B4 (de) 2008-07-21 2016-03-24 Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg Abgasanlage
JP5426863B2 (ja) * 2008-10-24 2014-02-26 株式会社タクマ 排ガス処理方法及び排ガス処理装置
CN101751089B (zh) * 2008-12-04 2012-02-29 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 电子元件的收容装置
US8986002B2 (en) * 2009-02-26 2015-03-24 8 Rivers Capital, Llc Apparatus for combusting a fuel at high pressure and high temperature, and associated system
US7824636B1 (en) * 2009-07-24 2010-11-02 General Electric Company Model-based tuning of ammonia distribution and control for reduced operating cost of selective catalytic reduction
NO2496336T3 (cs) 2009-11-05 2018-02-24
JP2011144766A (ja) * 2010-01-15 2011-07-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス脱硝システムおよびこれを備えた船舶ならびに排ガス脱硝システムの制御方法
CN101890279B (zh) * 2010-03-10 2013-03-13 张作保 一种高效氨法脱硝工艺及其装置
PT2553229E (pt) * 2010-04-02 2015-02-13 Univ Ohio Redução catalítica selectiva através de uma electrólise de ureia
US8562929B2 (en) 2010-04-02 2013-10-22 Ohio University Selective catalytic reduction via electrolysis of urea
CN102210974A (zh) * 2010-04-09 2011-10-12 同方环境股份有限公司 一种直接喷射尿素溶液的选择性催化还原装置及其方法
CN103201411A (zh) * 2010-08-23 2013-07-10 俄亥俄州立大学 通过电解尿素而进行的选择性催化还原
CN102068904B (zh) * 2010-12-10 2013-10-02 中电投远达环保工程有限公司 直喷尿素法scr烟气脱硝工艺及装置
CN102166473A (zh) * 2011-03-11 2011-08-31 北京洛卡环保技术有限公司 一种锅炉烟气脱硝系统及工艺
ITMI20111149A1 (it) * 2011-06-23 2012-12-24 Ecospray Technologies S R L Apparato e metodo per la riduzione selettiva non catalitica sncr dei nox all'interno di impianti industriali di produzione del cemento
US8470277B2 (en) * 2011-08-10 2013-06-25 Fuel Tech, Inc. Selective catalytic NOx reduction process and control system
JP5915927B2 (ja) * 2011-12-12 2016-05-11 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
CN102553420B (zh) * 2011-12-13 2013-08-21 中能东讯新能源科技(大连)有限公司 一种用于煤粉锅炉的高效脱硝装置
JP5804376B2 (ja) * 2011-12-13 2015-11-04 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US8501131B2 (en) * 2011-12-15 2013-08-06 General Electric Company Method and apparatus to inject reagent in SNCR/SCR emission system for boiler
JP2013124642A (ja) * 2011-12-16 2013-06-24 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の排気浄化装置
CN102553412A (zh) * 2012-02-10 2012-07-11 山东大学 一种利用高反应活性氨基还原剂进行烟气脱硝的方法
US8591849B2 (en) 2012-04-16 2013-11-26 Combustion Components Associates, Inc. On demand generation of ammonia for small industrial and commercial boilers
US20130291518A1 (en) * 2012-05-07 2013-11-07 Ajay Patel Exhaust system having a pre-heater
CN102794106A (zh) * 2012-08-22 2012-11-28 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种scr脱硝还原剂喷射方法和装置
CN102814119B (zh) * 2012-09-11 2014-06-04 上海龙净环保科技工程有限公司 一种电厂废气预除尘喷氨圆盘scr脱硝装置
US9593609B2 (en) 2012-10-05 2017-03-14 Peerless Mfg. Co. System and method for urea decomposition to ammonia in a side stream for selective catalytic reduction
US8815197B2 (en) 2012-10-05 2014-08-26 Peerless Mfg. Co. Method for urea decomposition and ammonia feed to a selective catalytic reduction system
US8815196B2 (en) 2012-10-05 2014-08-26 Peerless Mfg. Co. Method for in-duct urea injection for selective catalytic reduction on small boilers and combustion sources
FI20126122L (fi) * 2012-10-29 2014-04-30 Waertsilae Finland Oy Menetelmä pelkistimen ja pakokaasun sekoittamiseksi ja pakojärjestelmä
US9746177B2 (en) 2012-11-12 2017-08-29 Peerless Mfg. Co. Urea decomposition and improved SCR NOx reduction on industrial and small utility boilers
US9388978B1 (en) 2012-12-21 2016-07-12 Mitsubishi Hitachi Power Systems Americas, Inc. Methods and systems for controlling gas temperatures
KR101445038B1 (ko) * 2013-06-28 2014-09-26 두산엔진주식회사 선택적 촉매 환원 및 촉매 재생 시스템
US9528414B2 (en) 2013-10-14 2016-12-27 Cummins Emission Solutions, Inc. Diesel exhaust fluid deposit mitigation
US9616383B2 (en) * 2014-02-06 2017-04-11 Johnson Matthey Catalysts (Germany) Gmbh Compact selective catalytic reduction system for nitrogen oxide reduction in the oxygen-rich exhaust of 500 to 4500 kW internal combustion engines
US9861934B2 (en) 2014-06-04 2018-01-09 Peerless Mfg.Co Cyclonic injector and method for reagent gasification and decomposition in a hot gas stream
CN204609991U (zh) * 2014-11-10 2015-09-02 燃料技术公司 提供改进的尿素气化的选择性催化nox还原装置
US9470132B2 (en) 2014-12-05 2016-10-18 Cummins Emission Solutions, Inc. Compact radial exterior exhaust assisted decomposition reactor pipe
US10300435B2 (en) 2015-02-26 2019-05-28 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ammonia generation apparatus and ammonia generation control apparatus
WO2017086840A1 (ru) * 2015-11-19 2017-05-26 Александр Дмитриевич РЯЗАНОВСКИЙ Распылительная решетка жидкости
CN105363347A (zh) * 2015-12-15 2016-03-02 浙江百能科技有限公司 耦合省煤器的scr脱硝反应装置
CN107664054A (zh) * 2016-07-30 2018-02-06 东北林业大学 一种基于尿素水解的scr系统
CN106166446A (zh) * 2016-08-31 2016-11-30 山东格润内泽姆环保科技有限公司 一种集成式船用柴油机废气处理装置
WO2018128902A1 (en) 2017-01-05 2018-07-12 Fuel Tech, Inc. Controlled, compact, on-demand ammonia gas generation process and apparatus
CN106838898B (zh) * 2017-01-22 2024-05-24 海湾环境科技（北京）股份有限公司 蓄热式燃烧系统及蓄热式燃烧方法
CN106994301A (zh) * 2017-03-21 2017-08-01 华电电力科学研究院 可降低二氧化硫/三氧化硫转化率的高效scr脱硝结构和方法
US10273854B1 (en) 2017-12-20 2019-04-30 Cnh Industrial America Llc Exhaust system for a work vehicle
US10563557B2 (en) 2017-12-20 2020-02-18 Cnh Industrial America Llc Exhaust system for a work vehicle
CN109289521A (zh) * 2018-10-16 2019-02-01 中国华电科工集团有限公司 一种低能耗补燃加热式脱销系统及补燃加热烟气的方法
US11027237B2 (en) 2019-07-19 2021-06-08 American Electric Power Company, Inc. Direct injection of aqueous urea
JP7382595B2 (ja) * 2019-11-12 2023-11-17 日立造船株式会社 整流装置、加水分解装置、及び脱硝設備
JP7254010B2 (ja) * 2019-11-19 2023-04-07 日立造船株式会社 加水分解システム、脱硝設備及び加水分解システムの制御方法
CN112169589A (zh) * 2020-10-30 2021-01-05 山东信能达工程科技有限公司 超低温烟气scr脱硝系统及工艺
CN113457407B (zh) * 2021-06-30 2022-12-23 广西科学院 石墨烯材料生产废气处理工艺
CN114870560B (zh) * 2022-05-30 2024-08-23 西安西热锅炉环保工程有限公司 耦合尿素水解的全负荷脱硝旁路烟道系统及其工作方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4925640A (en) * 1987-08-14 1990-05-15 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Method for denitration of exhaust gas containing arsenic compounds by catalysts and method
US5988115A (en) * 1998-08-11 1999-11-23 Anderson; David K. SCR reactant injection grid
CZ287308B6 (cs) * 1993-03-10 2000-10-11 Man Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Zařízení ke katalycké redukci NOx

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3032287A (en) 1958-11-04 1962-05-01 Epsylon Res & Dev Co Ltd Magnetic tape recorders
US3599427A (en) 1969-09-22 1971-08-17 Ford Motor Co Exhaust gas purification
US3900554A (en) 1973-03-16 1975-08-19 Exxon Research Engineering Co Method for the reduction of the concentration of no in combustion effluents using ammonia
US4107272A (en) 1973-05-21 1978-08-15 Hitachi, Ltd. Process for removing nitrogen oxides using ammonia as a reductant and sulfated metallic catalysts
US4208386A (en) 1976-03-03 1980-06-17 Electric Power Research Institute, Inc. Urea reduction of NOx in combustion effluents
GB1581628A (en) 1976-03-18 1980-12-17 Johnson Matthey Co Ltd Catalytic purification of automobile exhaust gases
JPS5915022B2 (ja) 1976-03-26 1984-04-07 株式会社日立製作所 排ガス中の窒素酸化物除去用触媒
CA1092910A (en) 1976-07-27 1981-01-06 Ko'hei Hamabe Boiler apparatus containing denitrator
US4325924A (en) 1977-10-25 1982-04-20 Electric Power Research Institute, Inc. Urea reduction of NOx in fuel rich combustion effluents
US4393031A (en) 1979-02-22 1983-07-12 Werner Henke Process for efficiently removing oxides of nitrogen from exhaust gas
US4268488A (en) 1979-05-10 1981-05-19 Uop Inc. Process for the catalytic reduction of nitrogen oxides in gaseous mixtures
US4533364A (en) * 1983-02-01 1985-08-06 Electric Power Research Institute, Inc. Method for flue gas conditioning with the decomposition products of ammonium sulfate or ammonium bisulfate
EP0190416A3 (de) * 1984-11-30 1988-07-27 Waagner-Biro Aktiengesellschaft Verfahren zur Abscheidung von Schadstoffen as Verbrennungsabgasen
DE3523326A1 (de) 1985-06-29 1987-01-08 Steag Ag Verfahren zur abscheidung von no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) aus gasen, insbesondere rauchgasen
JPS6422328A (en) * 1987-07-18 1989-01-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Diesel cogeneration system
JPH0286813A (ja) * 1988-09-22 1990-03-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排煙脱硝装置
DE4038054A1 (de) 1990-11-29 1992-06-04 Man Technologie Gmbh Verfahren und vorrichtung zur selektiven katalytischen no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-reduktion in sauerstoffhaltigen abgasen
US5202101A (en) * 1991-03-21 1993-04-13 General Electric Environmental Services Regenerative process and system for the simultaneous removal of particulates and the oxides of sulfur and nitrogen from a gas stream
US5252298A (en) 1991-04-23 1993-10-12 Noell, Inc. Device for cleaning gases
JP3100191B2 (ja) * 1991-09-02 2000-10-16 三菱重工業株式会社 排煙脱硝装置
CA2088713C (en) 1992-02-24 1999-11-16 Hans Thomas Hug Cleaning exhaust gases from combustion installations
US5296206A (en) * 1992-07-31 1994-03-22 Foster Wheeler Energy Corporation Using flue gas energy to vaporize aqueous reducing agent for reduction of NOx in flue gas
US5300270A (en) * 1992-08-20 1994-04-05 Wahlco Environmental Systems, Inc. Hot-side electrostatic precipitator
DE4308542A1 (de) 1993-03-17 1994-09-22 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren und Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von NO¶x¶ in sauerstoffhaltigen Gasen
KR100449784B1 (ko) 1995-06-28 2005-02-24 지멘스 악티엔게젤샤프트 연소장치로부터의배기가스를촉매정제하기위한방법및장치
AU5445598A (en) * 1996-11-20 1998-06-10 Clean Diesel Technologies, Inc. Selective catalytic no reduction utilizing urea without catalyst fouling
US6077491A (en) * 1997-03-21 2000-06-20 Ec&C Technologies Methods for the production of ammonia from urea and/or biuret, and uses for NOx and/or particulate matter removal
US6063350A (en) * 1997-04-02 2000-05-16 Clean Diesel Technologies, Inc. Reducing nox emissions from an engine by temperature-controlled urea injection for selective catalytic reduction
US5968464A (en) * 1997-05-12 1999-10-19 Clean Diesel Technologies, Inc. Urea pyrolysis chamber and process for reducing lean-burn engine NOx emissions by selective catalytic reduction
DE19808722C2 (de) * 1998-03-02 2000-03-16 Siemens Ag Gas- und Dampfturbinenanlage und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Anlage
ITMI981155A1 (it) 1998-05-25 1999-11-25 Siirtec Nigi S P A Processo per la produzione di ammoniaca mediante idrolisi dell'urea
US6093380A (en) 1998-10-16 2000-07-25 Siirtec Nigi, S.P.A. Method and apparatus for pollution control in exhaust gas streams from fossil fuel burning facilities
US5943865A (en) 1998-12-03 1999-08-31 Cohen; Mitchell B. Reheating flue gas for selective catalytic systems
DE19913462A1 (de) * 1999-03-25 2000-09-28 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren zur thermischen Hydrolyse und Dosierung von Harnstoff bzw. wässriger Harnstofflösung in einem Reaktor
US6146605A (en) * 1999-07-26 2000-11-14 Hera, Llc Combined SCR/SNCR process

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4925640A (en) * 1987-08-14 1990-05-15 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Method for denitration of exhaust gas containing arsenic compounds by catalysts and method
CZ287308B6 (cs) * 1993-03-10 2000-10-11 Man Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Zařízení ke katalycké redukci NOx
US5988115A (en) * 1998-08-11 1999-11-23 Anderson; David K. SCR reactant injection grid

Also Published As

Publication number Publication date
CN101066520B (zh) 2010-06-16
ES2278806T3 (es) 2007-08-16
MXPA02007703A (es) 2004-09-10
HK1111648A1 (en) 2008-08-15
US7090810B2 (en) 2006-08-15
EP1339479A4 (en) 2004-11-24
CN1314475C (zh) 2007-05-09
DE60127164T2 (de) 2008-01-10
KR20020081294A (ko) 2002-10-26
CN101066520A (zh) 2007-11-07
CN1419471A (zh) 2003-05-21
ATE355883T1 (de) 2007-03-15
DE60127164D1 (de) 2007-04-19
EP1339479A1 (en) 2003-09-03
WO2002043837A1 (en) 2002-06-06
EP1339479B1 (en) 2007-03-07
CA2397923A1 (en) 2002-06-06
TWI228054B (en) 2005-02-21
US20040057887A1 (en) 2004-03-25
AU2002228791A1 (en) 2002-06-11
CA2397923C (en) 2007-08-07
JP2004514828A (ja) 2004-05-20
PT1339479E (pt) 2007-05-31
TW200407189A (en) 2004-05-16
CZ2003218A3 (cs) 2003-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ305419B6 (cs) Způsob snížení koncentrace oxidů dusíku v proudu spalin a zařízení k provádění tohoto způsobu
US7829033B2 (en) Selective catalytic reduction of NOx enabled by sidestream urea decomposition
US7815881B2 (en) Selective catalytic reduction of NOx enabled by urea decomposition heat-exchanger bypass
US7682586B2 (en) Thermal decomposition of urea in a side stream of combustion flue gas using a regenerative heat exchanger
US6348178B1 (en) Method for reducing NOx from exhaust gases produced by industrial processes
US8480984B2 (en) Biomass boiler SCR NOx and CO reduction system
US6491885B1 (en) Exhaust gas processing method
US6682709B2 (en) Method for reducing NOx from exhaust gases produced by industrial processes
CA2871405C (en) Ammonia gas generation from urea for low temperature process requirements
EP0643668A1 (en) PROCESS AND APPARATUS FOR REMOVING NO x? FROM EXHAUST GASES USING CYANURIC ACID--------------------------------------------------
KR102672465B1 (ko) 연소로 내 복합 탈질 운전이 가능한 순환유동층 연소시스템
KR20210079919A (ko) 암모니아 주입 그리드용 분무노즐
Phelps Sr et al. Conversion of urea to reactants for NO x reduction
Yamaguchi et al. Exhaust gas NO x removal system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20161203