DD272038A5 - METHOD FOR STAINING OXIDE REDUCTION WITH MINIMUM PRODUCTION OF POLLUTANTS - Google Patents
METHOD FOR STAINING OXIDE REDUCTION WITH MINIMUM PRODUCTION OF POLLUTANTS Download PDFInfo
- Publication number
- DD272038A5 DD272038A5 DD31347888A DD31347888A DD272038A5 DD 272038 A5 DD272038 A5 DD 272038A5 DD 31347888 A DD31347888 A DD 31347888A DD 31347888 A DD31347888 A DD 31347888A DD 272038 A5 DD272038 A5 DD 272038A5
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- exhaust gas
- hydrocarbon
- treatment agent
- nitrogen oxide
- introduction
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung von Stickoxiden in einem Abgas aus der Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes unter Minimierung der Erzeugung anderer Schadstoffe. Das Verfahren umfasst die Einfuehrung eines einen Kohlenwasserstoff enthaltenen Behandlungsmittels, das die Stickoxide reduziert, in das Abgas bei einer Temperatur von unterhalb etwa 1 450F gemaess einer Verfahrensfuehrung, die Stickoxide reduziert, unter solchen Bedingungen, dass das Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens auf der Hochtemperaturseite oder der rechten Seite seiner Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve arbeitet, insbesondere auf der Hochtemperaturseite oder rechten Seite des Kurvenplateaus. Fig. 1The invention relates to a method for reducing nitrogen oxides in an exhaust gas from the combustion of a carbonaceous fuel while minimizing the generation of other pollutants. The method includes introducing a hydrocarbon-containing treatment agent that reduces the nitrogen oxides into the exhaust gas at a temperature below about 1 450F according to a process that reduces nitrogen oxides under conditions such that the hydrocarbon treatment agent is on the high-temperature side or the right side of its nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve is operating, especially on the high temperature side or right side of the curve plateau. Fig. 1
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung von Schadstoffen in Abgasen.The invention relates to a method for reducing pollutants in exhaust gases.
In bezug genommene Anmeldungen:Referring to applications:
Dies ist eine »Continuation-in-part-Anmeldung" einer parallel laufenden und üblich übertragenden US-Patentanmeldung mit Aktenzeichen 022,799, mit den* Titel „Verfahren zur Reduzierung von Stickoxiden in einem Abgas unter Verwundung eines Kohlenwasserstoffes oder unter Verwendung von Wasserstoffperoxid", die im Namen Sullivan am 6. März 1987 eingereicht worden ist, ferner der gleichzeitig abhängigen und üblich übertragenen US-Patentanmeldung mit Aktenzeichen 050,198, mit dem Titel .Verfahren zur Stickoxidreduzierung und Minimierung der Erzeugung von anderen Schadstoffen", eingereicht im Namen von Epperly, O'Leary und Sullivan am 14. Mai 1987, ferner der gleichzeitig anhängigen und üblich übertragenen US-Patentanmeldung mit Aktenzeichen 108,779, mit dem Titel „Verfahren zur Reduzierung von Stickoxiden in einem Abgas", eingereicht im Namen von Epperly, Sullivan und Sprague vom 14. Oktober 1987, und schließlich der gleichzeitig anhängigen und üblich übertragenen US-Patentanmeldung mit Aktenzeichen 090,962, mit dem Titel ,Verfahren zur Reduzierung von Stickoxi !en in einem Abgas" eingereicht im Namen von Epperly, Sullivan und Sprague am 28. August 1987, deren Offcnbarungsinhalte jeweisl hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht werden.This is a continuation-in-part application of a co-pending and commonly assigned U.S. Patent Application Serial No. 022,799, entitled "Method of Reducing Nitrogen Oxide in an Exhausted Hydrocarbon Wound or Using Hydrogen Peroxide," which is incorporated herein by reference in the name of Sullivan on March 6, 1987, and co-pending and commonly assigned U.S. Patent Application Serial No. 050,198, entitled "Method of Nitric Oxide Reduction and Minimization of Production of Other Pollutants" filed in the name of Epperly, O '. Leary and Sullivan on May 14, 1987, and co-pending and commonly assigned U.S. Patent Application Serial No. 108,779, entitled "Method of Reducing Nitrogen Oxides in an Exhaust Gas", filed in the name of Epperly, Sullivan and Sprague on Oct. 14 1987, and finally the co-pending and commonly assigned United States Patent Application Serial No. 090,962 entitled "Method of Reducing Nitrogen Oxides in an Exhaust Gas" filed in the name of Epperly, Sullivan and Sprague on August 28, 1987, the contents of which are hereby incorporated by reference into the content of the present application.
In den Veröffentlichungen des Standes der Technik, die sich mit Vorfahren beschäftigen, die zu einer verringerten Erzeugung anderer Schadstoffe führen können, wird dies meistens unter relativ statischen Bedingungen getan und Änderungen in den Abgasbedingungen, wie beispielsv/eise Abgastemperaturänderungen oder Laständsrungen, die oft auftreten, werden nicht berücksichtigt oder kompensiert.In the prior art publications dealing with ancestors that may result in reduced production of other pollutants, this is usually done under relatively static conditions and changes in exhaust conditions, such as exhaust gas temperature changes or load changes, which often occur. are not taken into account or compensated.
Di*» Erfindung stellt ein Verfahren bereit, das eine maximale Stickoxidreduzierung ohne Erzeugung von wesentlichen Mengen v.-ii-.or ochadstoffe unter praktischen Abgasbedingungen erreicht.The invention provides a process that achieves maximum nitrogen oxide reduction without producing substantial amounts of hydrogen peroxide under practical exhaust conditions.
D&r'egung des Wesens der ErfindungDealing with the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reduzierung der Konzentration von Stickoxiden in Abgasen bereitzustellen.The invention has for its object to provide a method for reducing the concentration of nitrogen oxides in exhaust gases.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mv fcr'en zur Reduzierung von Stickoxiden (NOx) in einem Abgas, insbssondore in dem sauerstoffreich η ADga» aus der Vuicronnung von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen, wobei die Erzeugung von anderen Schadstoffen, wie beispielsweise Ammoniak (NH3) minimiert wird.The invention relates to a Mv fcr'en for the reduction of nitrogen oxides (NO x ) in an exhaust gas, insbssondore in the oxygen-rich η ADga »from the Vuicronnung of carbonaceous fuels, the production of other pollutants, such as ammonia (NH 3 ) is minimized.
Eine vollständigere Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen und eine reduzierte Emission von Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen kann erreicht werden, wenn die Sauerstoffkor.^entrationen und Luft/Jrennstoff-Verhältnisse so gewählt werden, daß eine hohe Flammentemperatur erreicht wird. Wenn in Boilern mit Su^pensionsfeuerung, wie beispielsweice bei großen Gebrauchsboilern, fossile Brennstoffe eingesetzt werden, entstehen Temperaturen oberhalb von 2 000°F, die typischorweise bei etwa 2 2000F bis etwa 30000F liegen. Solche hohe Temperaturen, wie auch heiße Stellen höherer Temperaturen, begünstigen die Erzeugungf von thermischem NOx, da diese Temperaturen so hoch sind, daß freie Radikalo von Sauerstoff und Stickstoff entsichert, die sich chemisch zu Stickoxiden vereinigen. Stickoxide können sogar in Brennern mit zirkulierendem fluidisiertem Brennstoffbett entstehen, die typischerweise in einem Temperaturbereich von 1300°F bis 17000F arbeiten.More complete combustion of carbonaceous fuels and reduced emissions of carbon monoxide and unburned hydrocarbons can be achieved by selecting oxygen scavenging and air / fuel ratios to achieve a high flame temperature. If pensionsfeuerung in boilers with Su ^ as beispielsweice at great use boilers, fossil fuels are used arise temperatures above 2000 ° F, which are typischorweise at about 2200 0 F to about 3000 0 F. Such high temperatures, as well as hot spots of higher temperatures, favor the production of thermal NO x , since these temperatures are so high that release free radicals of oxygen and nitrogen, which combine chemically into nitrogen oxides. Nitrogen oxides can even occur in burners with circulating fluidized-bed fuel, which typically operate in a temperature range of 1300 ° F to 1700 0 F.
Stickoxide sind unerwünschte Schadstoffe, die sich im Abgasstrom von Boilern finden, wenn diese, wie oben beschrieben, befeuert werden, und sie stellen einen Hauptreizstoff im Smog dar. Ferner geht man davon aus, daß Stickoxide in einem Prozeß mitwirken, der als photochemische Smogbildu ^g bekannt ist, wobei eine Reihe von Reaktionen bei Anwesenheit von Sonnenlicht und Kohlenwasserstoffen eine Rolle spielt. Darüber hinaus tragen die Stickoxide wesentlich zur Erzeugung des sauren Regens b«?i.Nitrogen oxides are undesirable pollutants found in the exhaust gas flow of boilers when fired as described above, and they are a major irritant in the smog. Further, it is believed that nitrogen oxides participate in a process called photochemical smog formation g is known, with a number of reactions in the presence of sunlight and hydrocarbons plays a role. In addition, the nitrogen oxides contribute significantly to the production of acid rain.
Unglücklicherweise rechen die Temperaturen in einem Boiler mit Suspensionsfeuerung oder mit zirkulierendem, fluidisiertem Befeuerungsbett die herkömmlichen Verfahren zur Reduzierung der NOx-Konzentrationen, wie beispielsweise Abg jseinigung oder die Verwendung von Katalysatorgittorn, entweder unwirtschaftlich oder ·. ^durchführbar oder beides, insbesondere wenn gleichzeitig die Notwendigkeit basteht, die Erzeugung von anderen Schadstoffen, wio beispielsweise Ammoniak (NH3), zu minimieren.Unfortunately, the temperatures in a slurry or circulating fluidized bed boiler compute the conventional methods of reducing NO x concentrations, such as exhaust gasification or the use of catalyst gum, either uneconomically or. feasible or both, especially if there is a simultaneous need to minimize the production of other pollutants, such as ammonia (NH 3 ).
Verfahren und Substanzen zur Reduzierung von Stickoxiden in Abgasen, die aus der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen kommen, sind in den letzten Jahren in großem Umfang entwickelt worden. Angesichts der gesteigerten Beachtung von Gesu.idheitsrisiken und Umweltschäden, die durch Faktoren, wio beispielsweise Smog und saurer Regen, verursacht werden, ist zu erwarten, daß die Erforschung der NOx-Reduzierung weiterbetrieben wird.Methods and substances for reducing nitrogen oxides in exhaust gases resulting from the combustion of carbonaceous fuels have been developed on a large scale in recent years. In view of the increased attention paid to health risks and environmental damage caused by factors such as smog and acid rain, it is expected that research on NO x reduction will continue.
In der Vergangenheit hat man sich bei der Reduzierung der Stickoxidgehalte darauf konzentriert, maximale NOx-Reduzierungen zu erzielen, ohne daß man sich mit den Problemen beschäftigt hat, die durch die Erzeugung von anderen Schadstoffen, wie etwa Ammoniak, hervorgerufen werden. Neulich wurde bei einer einzigen Anwendung von NOx-Reduktions-Prinzipien von Epperly, Peter-Hoblyn, Shulof und Sullivan in der US-Patentanmeldung mit dem Titel «Mehrstufenverfahren zur Reduzierung der Konzentration von Abgasschadstüffen", mit dem Aktenzeichen 022,716, eingereicht am 6. März 1987, ein Verfahren zur Erzielung einer wesentlichen NOx-Reduzierung ohne Erzeugung uines größeren Anteils von anderen Schadstoffen durch einen Mehrstufeninjektionsprozeß offenbart. Das offenbarte Verfahren beschäftigt sieb jedoch mehr mit der Aufrechte! haltung eines niederen Pegels von anderen Schadstoffen als mit der Erzielung einer maximalen Stickoxidreduktion, da jede Injektion so ausgelegt ist, daß nicht die NO„-Reduzierung maximal, sondern die Erzeugung der übrigen Schadstoffe minimal wird.In the past, reduction of nitric oxide levels has focused on achieving maximum NO x reductions without addressing the problems caused by the production of other pollutants, such as ammonia. Recently, in a single application, NO x reduction principles have been described by Epperly, Peter-Hoblyn, Shulof and Sullivan in the US patent application entitled "Multi-Stage Method for Reducing Concentration of Exhaust Discharge", Serial No. 022,716, filed on May 6, 1992. Discloses a method of achieving substantial NO x reduction without generating a greater proportion of other pollutants through a multi-stage injection process, but the disclosed method is more concerned with maintaining a lower level of pollutants than with maximizing Nitrogen oxide reduction, since each injection is designed so that not the NO "reduction maximum, but the production of other pollutants is minimal.
Obwohl das Verfahren wirksam zur Reduzierung des Pegels der Stickoxide in einem Abgas ist, deutet die Tatsache, daß die NOx-Reduzierung nicht maximal ist, an daß weitere Reduzierungen möglich sind.Although the method is effective for reducing the level of nitrogen oxides in an exhaust gas, the fact that the NOx reduction is not maximal indicates that further reductions are possible.
Die Erfindung eröffnet di« Möglichkeit, den NOx-Gehalt unter gleichzeitiger Berücksichtigung der anderen Schadstoffe zu steuern, sowohl unter sich ändernden als auch unter konstanten Lastbedingungen, und zwar in einer Art uoc' Weise und in einem Ausmaß, das vorher nie erreichbar war. Nach einem Aspekt der Erfindung umfaßt das Verfahren die Einführung (meist durch Einspritzung) eines ΝΟ,,-reduzierenden, einen Kohlenwasserstoff enthaltenden Behandlungsagens in einen Abgasstrom gemäß einer NOx-reduzierenden Verfahrensführung unter solchen Bedingungen, daß das Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens auf der Hochtemperaturseite oder der rechten Seite der Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve arbeitet, insbesondere auf der Hochtemperatur· oder rechten Seite des Plateaubereichs dor Kurve.The invention opens up the possibility of controlling the NO x content with simultaneous consideration of the other pollutants, both under changing and under constant load conditions, in a manner and manner that was never attainable before. According to one aspect of the invention, the method comprises introducing (usually by injection) a ΝΟ ,, reducing, hydrocarbon-containing treatment agent into an exhaust gas stream in accordance with a NO x -reducing process regime under conditions such that the hydrocarbon treatment agent is on the high-temperature side or the right side of the nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve operates, in particular on the high temperature or right side of the plateau region of the curve.
Ein Ziel der Erfindung ist es, eine wesentliche Reduzierung des Stickoxidpegels ohne Erzeugung von wesentlichen Mengen anderer Schadstoffe, wie beispielsweise Ammoniak, zu erreichen, wobei ein Kohlenwasserstoff-Behandlungs Agens gemäß einer Verfahrensführung in ein Abgas eingeführt wird, während der Zustand des Abgases beobachtet und im Falle einerAn object of the invention is to achieve a substantial reduction of the nitrogen oxide level without generating substantial amounts of other pollutants, such as ammonia, wherein a hydrocarbon treatment agent is introduced into an exhaust gas according to a procedure, while the state of the exhaust gas is monitored and monitored Trap one
Änderung des Abgaszustandes die Verfahrensführung durch Änderung eines oder mehrerer Verfshrensparameter angepaßt wird, um eine angepaßte Verfahrensführung einzustellen, die auf die Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve mehr auf der rechten Seite als die ursprüngliche Verfahrensführung arbeitet.Changing the exhaust state, the process control is adapted by changing one or more Verspensparameters to set a customized process management, which works on the nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve more on the right side than the original procedure.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Erreichung einer wesentlichen Reduzierung der Stickoxidpegel ohne Erzeugung von wesentlichen Mengen anderer Schadstoffe, wie beispielsweise? Ammoniak, wobei die Stickoxidreduzierung/ Abgastemperatur-Kurven jeweils für eine Violzahl von Verfahrensführungen ermittelt werden, die die Einführung eines Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens bewirken, wobei ferner eine Verfahrensführung durchgeführt wird, die unter den derzeit vorliegenden Abgasbedingungen am weistesten rechts auf der Kurve, im Vergleich zu den anderen, arbeiten.Another object of the present invention is to achieve a substantial reduction in nitrogen oxide levels without generating substantial amounts of other pollutants, such as. Ammonia, wherein the nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curves are respectively determined for a Violzahl of process guides, which cause the introduction of a hydrocarbon treatment agent, wherein a process is performed, which under the currently existing exhaust conditions on the right side of the curve, in Compared to the others, work.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Erreichung wesentlicher Reduzierungen der Stickoxidpegel ohne Erzeugung wesentlicher Mengen anderer Schadstoffe, wie beispielsweise Ammoniak, wobei ein Kuhtenwasserstoff-Behandlungs-Agenä entsprechend einer Verfahrensführunp eingeführt wird und dio Position der Einführung des Kohlenwasserstoff-ßehandlungs-Agens so eingestellt wird, daß :\\c Einführung bei einer anderen Abgastemperatur veranlaßt wird und dadurch die Verfahrensführung so beeinflußt wird, daß mehr auf der rechten Seite des Plateaus der Stickoxidreduzierung/Abgastornperatur-Kurve gearbeitet wird. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Erreichung wesentlicher Reduzierungen der Stickoxidpegel ohne Erzeugung wesentlicher Mengen anderer Schadstoffe, wie beispielsweise Ammoniak, wobei ein Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens gemäß einer Verfahrensführung unter den Bedingungen eingeführt wird, die geeignet sind, die Stickoxidkonzentration im Abgas zu reduzieren, wobei ferner dann ein oder mehrere Verfahrensführungsparameter variiert werden, um die Verfahrensführung auf der Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve nach der rechten Seite des Kurvenplateaus zu verschieben. Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt in der Erreichung wesentlicher Reduzierungen der Stickoxidpegel ohne Erzeugung von wesentlichen Mengen anderer Schadstoffe, wie etwa Ammoniak, wobei ein Kohlenvasserstoff-Behandlungs-Agens gemäß einer Veifahrensführung eingeführt wird, die Lage auf dar Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve bestimmt wird, an der die Verfahrensführung arboitet, und ferner ein oder zwei VerfahrensfOhrungsparametcr so variiert werden, daß die variierte Verfahionsführung auf der Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve weiter rechts liegt.Another object of the invention is to achieve substantial reductions in nitrogen oxide levels without generating substantial amounts of other pollutants, such as ammonia, introducing a cow hydrogen treatment agent according to a process procedure and adjusting the position of introduction of the hydrocarbon treatment agent. that : \\ c introduction is made at a different exhaust gas temperature and thereby the process control is influenced so that more is worked on the right side of the plateau of the nitrogen oxide reduction / Abgastornperatur curve. Another object of the invention is to achieve substantial reductions in nitrogen oxide levels without generating substantial amounts of other pollutants, such as ammonia, wherein a hydrocarbon treatment agent is introduced according to a process regime under conditions suitable for reducing nitrogen oxide concentration in the exhaust gas. further wherein one or more process control parameters are then varied to shift the process management on the nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve to the right side of the curve plateau. Another object of the invention is to achieve substantial reductions in nitrogen oxide levels without generating substantial amounts of other pollutants, such as ammonia, by introducing a hydrocar- bon treating agent according to a vehicle routing, determining the location of the nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve, at which the process control is performed, and further one or two process parameters are varied so that the varied process regime is further to the right on the nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve.
Ein weiteres Ziel der Erfindung bosteht in der Erreichung wesentlicher Reduzierungen der Stickoxidpegel ohne Erzeugung wesentlicher Mengen anderer Schadstoffe, wie etwa Ammoniak, wobei ein Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens entsprechend einer Verfahrensführung eingeführt wird und ferner ein oder mehrere Verfahrensführungsparameter vaiiiert werden, um die Reaktion oder die Reaktionsserien, durch welche die Verfahrensführung die Stickoxide reduziert, in Richtung einer Reduzierung der Erzeugung anderer Schadstoffe gebracht wird, während im wesentlichen der Grad der Stickoxidreduzierung beibehalten wird.A further object of the invention is to achieve substantial reductions in nitrogen oxide levels without generating substantial amounts of other pollutants, such as ammonia, by introducing a hydrocarbon treatment agent in accordance with a process regime and further calibrating one or more process control parameters to control the reaction or reaction Reaction series, by which the process reduces the nitrogen oxides, is brought in the direction of reducing the production of other pollutants, while substantially maintaining the degree of nitrogen oxide reduction.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Erreichung wesentlicher Reduzierungen der Stickoxidpegel ohne Erzeugung von wesentlichen Mengen anderer Schadstoffe, wie etwa Ammoniak, wobei eir Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens gemäß einer Verfahrensführung eingeführt wird, während die Brennerbetriebslast beobachtet und ein anderer mehrere Verfahrensparameter geändert werden, wenn eine signifikante Än«J3rung in der Brennerbetriebslast beobachtet wird, um eine angepaßte Verfahrensführung zu erzielen.Another object of the invention is to achieve substantial reductions in nitrogen oxide levels without generating substantial amounts of other pollutants, such as ammonia, by introducing a hydrocarbon treatment agent in accordance with a process regime while observing the burner operating load and changing another process parameter, when a significant Su "J 3rung is observed in the burner operating load in order to achieve an adapted process management.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Erreichung was>j'itlicher Reduzierungen der Stickoxidpeöel ohne Erzeugung von wesentlichen Mengen anderer Schadstoffe, wie etwa Ammoniak, wobei ein Kohlenwa«serstoffbehana\ungsagens entsprechend einer Verfahrensführung unter Bedingungen eingeführt wird, bei denen die Verfahrensführung auf dor Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve an einer Position arbeitet, die rechts ν an dem Kurvenplateau liegt, und ein oder mehrere Verfahrensführungsparameter angepaßt werden, um die angepaßte Verfahrensführung in Richtung des Kurvenplateaus zu betreiben.A further object of the present invention is to achieve significant reductions in nitrogen oxide levels without the production of substantial amounts of other pollutants, such as ammonia, wherein a hydrocarbon vehicle is introduced in accordance with a process regime under conditions where the process regime is dictated by dor Nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve operates at a position that is right ν at the Kurvenplateau, and one or more process control parameters are adapted to operate the adapted process control in the direction of the curve plateau.
Diese und andere Ziele der Erfindung werden nachfolgend beschrieben und die Erfindung wird besser verstanden und ihre Vorteile werden deutlicher werden angesichts der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, insbesondere wenn diese unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gelesen wird, wobeiThese and other objects of the invention are described below and the invention will be better understood and its advantages will become more apparent in light of the following detailed description, particularly when read with reference to the accompanying drawings, in which:
.Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve" bezieht sich auf ein Diagramm der Datenpunkte, die erzeugt werden, wenneine Verfahrensführung mit Einführung eines einen Kohlenwasserstoff enthaltenden Behandlungsagens in einen Abgasstromüber einen Bereich von Abgastemperaturen ausgeführt wird und die Stickoxidreduzierung bei jeder Einführungstemperaturgemessen wird (üblicherweise ausgedrückt in % der Basislinie);"Nitric Oxide Reduction / Exhaust Gas Temperature Curve" refers to a plot of the data points generated when a process procedure involving introduction of a hydrocarbon-containing treatment agent into an exhaust gas flow is conducted over a range of exhaust temperatures and nitrogen oxide reduction is measured at each induction temperature (usually expressed as% of base line);
„Kurvenpiateau" bezieht sich auf denjenigen Bereich der Stickoxidreduzierung/Abgoötemperatur-Kurve, wo die NOx-"Curve panel" refers to the area of the nitrogen oxide reduction / wear-off temperature curve where the NO x -
(selbstverständlich wird der Fachmann feststellen, daß ein Kurvenplateau nicht notwendig flach ist, infolge »Datenstreuung"und anderen praxisbedingten Datenerzeugungseffekten);(Of course, one skilled in the art will recognize that a curve plateau is not necessarily flat due to "data scattering" and other practical data-generating effects);
.Hochtemperaturseite* oder ,rechte Seite" beziehen sich auf beliebige Punkte der Stickoxidreduzieiung/Abgastemperatur-High temperature side * or "right side" refer to any points of nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature
„Verfahrensführung" bezieht sich auf die Einführung (wie etwa durch Einspritzung) eines einen Kohlenwasserstoff enthaltenden"Process control" refers to the introduction (such as by injection) of a hydrocarbon containing one
wie etwa Behandlungsagenskomponenten (worunter die spezifischen Zutaten, einschließlich der eingesetzten besonderensuch as treatment agent components (among which the specific ingredients, including the particular ones used
die Konzentration der Behandlungsagenskomponenten gemeint ist, wenn das verwendete Behandlungsagens eine Lösung ist),die relative Anwesenheit von Behandlungsagenskomponenten (womit das Relativgewichteverhältnis oder Anteile derthe concentration of the treatment agent components is meant when the treatment agent used is a solution), the relative presence of treatment agent components (which means the relative weight ratio or proportions of the treatment agent components)
„Behandlungsagens" bezieht sich auf eine Zusammensetzung, die mindestens eine reduzierte Chemikalie enthält, z. B. eineschadstoffreduzierende Chemikalie, die geeignet ist, NOx, Schwefeloxide (SOx) oder andere Schadstoffe zu reduzieren, wobeieine Reaktion begünstigt wird (der Begriff .Reaktion" bezieht sich auf eine einzelne Reaktion oder eine Serie von Reaktionen) undvorzugsweise mit einem Lösungsmittel. Reduzierende Chemikalien, die für die Erfindung von Interesse sind, sind"Treating agent" refers to a composition containing at least one reduced chemical, eg, a pollution reducing chemical capable of reducing NO x , sulfur oxides (SO x ), or other pollutants, favoring a reaction (the term "reaction "refers to a single reaction or series of reactions) and preferably with a solvent. Reducing chemicals of interest to the invention are
.Kohlenwasserstoff" bezieht sich auf substituierte und unsubstituierte, gerau'o oder kettenverzweigte aliphatische und zyklische, heterozyklische und aromatische Kohlenwasserstoffe und Mischungen aus diesen. Typische gebräuchliche Substituentengruppen umfassen Carboxylsäuregruppen (COOH), Hydroxygi nppen (OH) und Aminogruppen (NH2); „Oxydierter Kohlenwasserstoff" bezieht sich auf einen Kohlenwasserstoff der Sauerstofe oder eine sauerstof fenthnliende Gruppe enthalt;"Hydrocarbon" refers to substituted and unsubstituted, gerau'o or chain branched aliphatic and cyclic, heterocyclic and aromatic hydrocarbons and mixtures thereof. Typical common substituent groups include carboxylic acid groups (COOH), hydroxypene (OH) and amino groups (NH 2 ); Oxydated hydrocarbon "refers to a hydrocarbon containing oxygen or an oxygen-releasing group;
„Niti ogenierter Kohlenwasserstoff" bezieht sich auf einen Kohlenwasserstoff der Stickstoffe oder eine stickstoffenthaltende Gruppe enthält (dabei ist anzumerken, daß die Begriffe „oxydierter Kohlenwasserstoff" ur. J „nitrogenierter Kohlenwasserstoff" sich nicht gegenseitig ausschließen, sondern überlappen, d.h. einige Kohlenwasserstoffe können sowohl oxydierte Kohlenwasserstoffe als auch nitrogenierte Kohlenwasserstoffe sein); und"Niti-derived hydrocarbon" refers to a hydrocarbon containing nitrogen or a nitrogen-containing group (it should be noted that the terms "oxygenated hydrocarbon" and "nitrogenated hydrocarbon" are not mutually exclusive, but overlap, ie, some hydrocarbons may be both oxygenated Hydrocarbons as well as nitrogenated hydrocarbons);
„Zucker" bezieht sich auf eine Anzahl von brauchbaren Sacchand-Materialien, die geeignet sind, die NOx-Konz<. itntion in einem Abgas unter den hhr beschriebener* Bedingungen zu reduzieren, wobei nichtreduziarende uriü reduzierende wasserlösliche Monosaccharide und reduzieronde und nichtreduzierende Polysaccharide und ihre Zerfallspioduktc, wie etwa Pentosen, einschließlich Aldopentosen, Methylpentosen, keptopentcseibnliche Xylose und Arabinose, desoxyaldoseähnliche fihaminose, Hexose und reduzierende Saccharide, wie aldohexoseähnliche Glukose, Galaktose und Mannoso, ketohexoseähnliche Fruktose und Sorbose, disaccharidänliche Lactose und Maltose, nicht reduzierende disatcharidähnliche Sukrose und andere Polysaccharide wie Dextrin und Raffinose, hydrolysierte Stärken, die als Konstituenten Oligosaccharide und wasser· dispergierbare Polysaccharide enthalten, eingeschlossen sind."Sugar" refers to a number of useful Sacchand materials that are suitable for the NO x conc. "Itntion reduce * conditions in an effluent under hhr described, with nichtreduziarende u r iii reducing water-soluble monosaccharides and reduzieronde and non-reducing Polysaccharides and their disintegrating pigments, such as pentoses, including aldopentoses, methylpentoses, ceasedopentate xylose and arabinose, desoxyaldose-like fihaminose, hexose and reducing saccharides, such as aldohexose-like glucose, galactose and mannoso, ketohexose-like fructose and sorbose, disaccharide-like lactose and maltose, non-reducing disaccharide-like sucrose and other polysaccharides such as dextrin and raffinose, hydrolyzed starches containing as constituents oligosaccharides and water-dispersible polysaccharides.
Zur Erfindung gehört im allgemeinen die Einführung (meist durch Einspritzung) eines einen Kohlenwasserstoff enthaltenden NOx-reduzierenden Behandlungsagens in einen Abgasstrom, der aus der Verbrennung von kohlenwasosrstoffhaltigen Brennstoffen kommt, entsprechend einer NOx-reduzierenden Verfahrensführung unter Bedingungen derart, daß das Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens die Wirkung hat, wesentlich die Stickoxidkonzentration in dem Abgas zu reduzieren, ohne daß wesentliche Mengen anderer Schadstoffe, insbesondere Ammoniak, erzeugt werden, bei Abgastumperaturen unterhalb von 145O0F, vorzugsweise bei 13000F. Wenn die Erfindung am effektivsten durchgeführt wird, kann sie zu einer Maximieiung der NOx-Reduzierung führen, während die Erzeugung anderer Schadstoffe minimiert wird. Die Verfügbarkeit eines Verfahrens zum Reduzieren der Stickoxidkonzentration in einem Abgas bei Temperaturen unterhalb von 1450°F, und sogar unterhalb von 13000F, ist wünschenswert, weil der Zugang zu einem Abgasstrom von großen industriellen Heizanlagen an einem Ort, wo die Temperatur in den höheren Bereichen liegt, d.h. oberhalb 145O0F, was der optimale Bereich für die meisten Systeme nach dem Stand der Technik ist, wegen der äußeren Wassermäntel und inneren Wasserleitungen nicht immer möglich ist, ohne eine grundlegende Neuentwicklung der Heizanlage. Aus Praktikabilitätsgründon muß daher für viele Situationen das NOx-reduzierende System entweder bei extrem hohen Flammentemperaturen des Boilers, oder in dem Abgasbereich oder stromabwärtsliegenden Bereich des Boilers mit relativ niedriger Temperatur arbeiten. Die Erfindung stellt das letztere in ?inerr ökonomischen und effektiven Verfahren zur Verfügung, bei dem die Stickoxidkonzentration in dem Abf ,as aus der Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes bei solchon niederen Temperaturen reduziert wird, während d,e Erzeugung anderer Schadstoffe, wie Ammoniak, minimiert wird.The invention generally includes the introduction (usually by injection) of a hydrocarbon-containing NO x -reducing treatment agent into an exhaust gas stream resulting from the combustion of fuels containing hydrocarbons according to a NO x -reducing process regime under conditions such that the hydrocarbon treatment -Agens has the effect of substantially reducing the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas without substantial amounts of other pollutants, in particular ammonia, are generated, F. When the invention is carried out most effectively at Abgastumperaturen below 145 ° 0 F, preferably at 1300 0, it can lead to a maximization of NO x reduction while minimizing the generation of other pollutants. The availability of a method for reducing the nitrogen oxide concentration in exhaust gas at temperatures below 1450 ° F, and even below 1300 0 F, is desirable because access to an exhaust gas stream of large industrial heating equipment at a place where the temperature in the higher Ranges, ie above 145O 0 F, which is the optimum range for most prior art systems, because of the outer water jackets and inner water pipes is not always possible without a fundamental redevelopment of the heating system. For practical reasons, therefore, for many situations, the NO x reducing system must operate either at extremely high flame temperatures of the boiler, or in the exhaust region or downstream region of the relatively low temperature boiler. The invention provides the latter in economical and effective methods in which the nitrogen oxide concentration in the waste from the combustion of a carbonaceous fuel is reduced at such low temperatures while minimizing the generation of other pollutants such as ammonia ,
Alle in dieser Beschreibung erwähnten Temperaturen werden unter Verwendung eines nicht abgeschirmten K-Typthermoelektrischen Elements gemessen. Falls nicht anders angegeben, beziehen sich alle Teilangaben und Prozentangaben auf das Gewicht der Zusammensetzung an dem besonderen Bezugspunkt.All temperatures mentioned in this specification are measured using an unshielded K-type thermoelectric element. Unless otherwise indicated, all parts and percentages are by weight of the composition at the particular reference.
Die bevorzugten Kohlenwasserstoffe, die für diese Erfindung geeignet sind, sind nitrogenierte und nichtnitrogenierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere oxydierte Kohlenwasserstoffe, wie etwa niedermolekulare Ketone, Aldehyde, mono-, dioder mehrwertige Alkohole von aliphatischen Kohlenwasserstoffen, und Hydroxyaminokohlenwasserstoffe, wie Monoethanolamin und Aminoessigsäure (Glyzin).The preferred hydrocarbons useful in this invention are nitrogenated and non-hydrogenated hydrocarbons, particularly oxygenated hydrocarbons such as low molecular weight ketones, aldehydes, mono-, di or polyhydric alcohols of aliphatic hydrocarbons, and hydroxyamino hydrocarbons such as monoethanolamine and aminoacetic acid (glycine).
Bevorzugte Behandlungsagenzien schließen Ethylenglykol, Furfural, Methanol, Zucker (insbesondere Melasse) und Glyzerin ein, wobei Ethylenglykol und Zucker unter diesen besonders bevorzugt sind. Andere nitrogenierte Kohlenwasserstoffe, die vorteilhafterweise in dem Verfahren der Erfindung eingesetzt werden, sind Monomethylamin, Triethylentetraamin, Hexamethylenedinmine, Tetraethylonpentamin, Bis-Hexamethylentriamin, Polyamin Hpa, 1,2 Dimainopropan, Ν,ιΜ-Dimethylethylendiamin, Tetramethylethylendiamin, 2-Methy!aziridin, Bis-(3-aminopropyi)ethylendiamin, Tetramethyldiaminomethan, Ethylendiamin, Diethylentriamin und Ammoniumsalze von organischen Säuren, die Ammoniumsalze der Essigsäure einschließen (Ammoniumacetat), substituierte und unsubstituierte Benzoesäure (Ammoniumbenzoat), Oxalsäure (kristallisiert), (Ammoniumbinoxolat), Caprylsäure (Ammoniumkaprylat), Zitronensäure (Ammoniumzitrat), Ölsäure (Ammoniumoleat) und Propionsäure (Ammoniumproplonat).Preferred treatment agents include ethylene glycol, furfural, methanol, sugars (especially molasses), and glycerol, with ethylene glycol and sugars being particularly preferred among them. Other nitrogenated hydrocarbons which are advantageously used in the process of the invention are monomethylamine, triethylenetetraamine, hexamethylenedinmine, tetraethylonepentamine, bis-hexamethylenetriamine, polyamine Hpa, 1.2 dimainopropane, Ν, ιΜ-dimethylethylenediamine, tetramethylethylenediamine, 2-methyl aziridine, bis - (3-aminopropyl) ethylenediamine, tetramethyldiaminomethane, ethylenediamine, diethylenetriamine and ammonium salts of organic acids including ammonium salts of acetic acid (ammonium acetate), substituted and unsubstituted benzoic acid (ammonium benzoate), oxalic acid (crystallized), (ammonium binoxolate), caprylic acid (ammonium caprylate), Citric acid (ammonium citrate), oleic acid (ammonium oleate) and propionic acid (ammonium proponate).
Zusätzlich sind Kohlenwasserstoffe, wie NH4-Lignosulfonat, Calciumlignosulfonat, 2-Furancarbonsäure, 1,3-Dioxalan, 1,4-Dioxan, Tetrahydrofuran, Furfurylamin, Furfurylalkohol, Glukonsäure, Ameisensäure, N-Butylacetat, 1,3-Butyleng!ykol, Methylal, Tetrahydrofurylalkohol, Furan, Fischöl (menhaden oil), Kumalinsäure, Furfurylacetat, Tetrahydrofuran, 2,3,4,5-Tetracarbcxylsäure, Tetrahydrofurylamin, Furylacrylsäure, Tetrahydropyran, 2,5-Furandimethanol, Mannit, Hexamethylendiamin, Barbitursäure, Essigsäureanhydrid, Schleimsäure und d-Galaktose ebenfalls nützlich bei der Durchführung der Erfindung.In addition, hydrocarbons, such as NH 4 lignosulfonate, calcium lignosulfonate, 2-furancarboxylic acid, 1,3-dioxalane, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, furfurylamine, furfuryl alcohol, gluconic acid, formic acid, N-butyl acetate, 1,3-Butyleng! Methylal, tetrahydrofuryl alcohol, furan, fish oil (menhaden oil), cumalic acid, furfuryl acetate, tetrahydrofuran, 2,3,4,5-tetracarboxylic acid, tetrahydrofurylamine, furylacrylic acid, tetrahydropyran, 2,5-furandimethanol, mannitol, hexamethylenediamine, barbituric acid, acetic anhydride, mucic acid and d-galactose also useful in the practice of the invention.
Mischungen aus Polyolen, wie Mischungen aus niedermolekularen Polyolen, die als hydrierte Stärkehydrolysate bekannt sind, können ebenfalls vorteilhaft eingesetzt werden. Zusätzliche Kohlenwasserstoffe, die zur Verwendung bei der Erfindung geeignet sind, umfassen paraffinische, olefinische und aromatische Kohlenwasserstoffe einschließlich naphtha-basierte Kohlenwasserstoffe und Mischungen aus Petroleumprodu 'en, wie Brennstoffe und ihre Mischungen. Mischungen aus zwei oder mehreren der obengenannten Kohlenwasserstoffe können ebenfalls mit Vorteil angewandt werden. Der Kohlenwasserstoff des Behandlungsagens gemäß der Erfindung kann allein in reiner Form, in Dispersionen, wie Wasserdispersionen, oder in Lösung, vorzugsweise wäßrigen Lösungen im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit wäßriger Lösungen verwendet werden, wenngleich es vorkommen kann, daß andere Lösungsmittel mit Vorteil eingesetzt werden,Mixtures of polyols, such as mixtures of low molecular weight polyols, which are known as hydrogenated starch hydrolysates, can also be used advantageously. Additional hydrocarbons suitable for use in the invention include paraffinic, olefinic and aromatic hydrocarbons including naphtha-based hydrocarbons and mixtures of petroleum products such as fuels and their mixtures. Mixtures of two or more of the above hydrocarbons may also be used to advantage. The hydrocarbon of the treatment agent according to the invention can be used alone in pure form, in dispersions, such as water dispersions, or in solution, preferably aqueous solutions, in view of the economy of aqueous solutions, although it may happen that other solvents are used with advantage,
entweder allein oder in Kombination mit Wasser, wie dies dem Fachmann geläufig ist. Der Pegel der eingesetzten Kohlenwasserstoffe toll's als der notwendige Pegel gewählt werden, um Reduzierungen beim Stickoxydgehalt de» Abgases zu erreichen. Vorteilhafterweise wird der Kohlenwasserstoff innerhalb der Parameter des erfinderischen Verfahrens mit einem GewichtsverhBltnis von Kohlenwasserstoff ,turn Pegel der Stickoxidbasislinie von etwa 0,5:1 bis 25:1 gewählt worden. Das Gewichtsverhältnis von Kohlenwasserstoff iu dem Stickoxidpegel der Basislinie liegt vorteilhafterweise bei 0,5:1 bis etwa 10:1, wobei Werte von 1:5 bis etwa 6:1 am vorteilhtiftesten sind.either alone or in combination with water, as is known to those skilled in the art. The level of hydrocarbons used is great as the level required to achieve reductions in the nitrogen oxide content of the exhaust gas. Advantageously, the hydrocarbon has been selected within the parameters of the inventive process having a weight ratio of hydrocarbon, turn level of the nitrogen oxide baseline of about 0.5: 1 to 25: 1. The weight ratio of hydrocarbon to the baseline nitrogen oxide level is advantageously from 0.5: 1 to about 10: 1, with values from 1: 5 to about 6: 1 being most beneficial.
Das Abgas, in das das Kohlenwasserstoffbcihandlungsagons gemäß der Ei findung injiziert wird, ist vorzugsweise sauerstoffreich, was bedeutet, daß ein Sauorstoffüberschuß in dem Abgas vorhanden ist. Vorteilhtfterweiso ist der Sauerstoffüberschuß größer als 1 %, bezogen auf das Volumen. Am meisten vorzuziehen ist ein Sauorntoff Überschuß im Bereich von 1 % bis 18%, bezogen auf das Volumen.The exhaust gas into which the hydrocarbon treatment agon is injected according to the invention is preferably oxygen-rich, which means that an excess of oxygen is present in the exhaust gas. Vorteilhtfterweiso the oxygen excess is greater than 1%, based on the volume. Most preferably, an excess of suction compound is in the range of 1% to 18% by volume.
Das Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens, das gemäß der Erfindung verwendet wird, wird vorzugsweise an einer Vielzahl von beabstandeten Positionen durch Düsen oder andere Apparate eingespritzt, die geeignet sind, das Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens in dem Verbrennungiiabgas zu verteilen.The hydrocarbon treatment agent used according to the invention is preferably injected at a plurality of spaced positions through nozzles or other apparatus suitable for distributing the hydrocarbon treatment agent in the combustion exhaust gas.
Die Stickoxidroduzierung/Abgastemperatur-Kuive für ein Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens, das gemäß einer Verfahrensführung eingeführt wird, weist ein Kurvenplateau auf, das, wie oben beschrieben, anzeigt, wo die von der Verfahrensführung ausgelöste NO,-Redu;:ierung maximal ist, und daß das Maximum im wesentlichen über einen Beruich von Abgastemperaturen beibehalten wird. Ein Beispiel einer Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve für eine Verfahrensführung, die als wirksame Veriahrensführung zur Stickoxidreduzierung beschrieben ist, ist in Fig. 1 dargestellt. Fig. 1 enthält die Stickoxidreduzierung/Abgastamperatur-Kurve für eine Verfahrensführung mit Einführung eines Behandlungsagens, das 15Gew.-% Ethylenglykol enthält und in das Abgas mit einer Rate von 274g/h bei einem Sauerstoffüberschuß in dem Abgas von 3,0% bis 4,0%, bezogen auf das Volumen, eingespritzt wird.The nitrogen oxide production / exhaust gas temperature regime for a hydrocarbon treatment agent introduced in accordance with a process regime has a curve plateau indicating, as described above, where the NO, reduction induced by the process is maximum; and that the maximum is maintained substantially above a range of exhaust gas temperatures. An example of a nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve for a process procedure, which is described as an effective Veriahrensführung for nitrogen oxide reduction, is shown in Fig. 1. FIG. 1 contains the nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve for a process with introduction of a treatment agent containing 15% by weight of ethylene glycol and into the exhaust gas at a rate of 274g / h with an excess of oxygen in the exhaust gas of 3.0% to 4; 0%, based on the volume, is injected.
Das Kurvenplateau der Fig. 1 ist erkennbar die Stickoxidreduzierung, die bei Durchführung der beschi iebencn Verfahrensführung zwischen Abgastemperaturen von 10400F und 1260°F erzielt wird. (Der Fachmann wird feststellen, daß infolge experimenteller Variationen das Kurvenplateau und tatsächlich die Stickoxidreduzierung/Angastemperatur-Kurvs selbst für ein vorgegebenes Behandlungsagens und eine zugehörige Verfahrensführung bei jeder experimentellen Ableitung geringo Abweichungen zeigt.) Dieser Temperaturbereich führt zu der maximalen Stickoxidreduzierung für die Verfahrensführung. Gleichwohl ist eine bloße Maximierung der Stickoxidreduzieru: .p r ic.it ausreichend. Wichtig ist nicht nur der Pegel der Stickoxide in dom Abgas, sondern auch der Pegel der andoren Schadstoffe, von denen der wichtigste Ammoniak ist, der oft in dem NOx-Reduktionspro:eß entsteht. Die Anwef <mheit von Ammoniak im Abgns sollte vermieden werden, da es unter anderem mit SO3 - reagieren kann, wobei Arnrnorriumbi.=Jirat gebildet wird, das die Wärrrotouschflächen in einem Boiler beeinträchtigen kann. Darüber hinius hat Ammoniak schädliche Einflüsse auf dio Umgebungsluftqualität, wie dies für Kohlenmonoxid zutrifft. Wenn die Optimierung der Stickoxidpeoel zu der Erzeugung von bedeutenden Mengen anderer Schadstoffe führt, dann ist diese Optimierung kontraproduktiv. Wie bereits erörtert, wurde nach dem Stand der Technik versucht, dies dadurch zu berichtioen, daß nur der Grad an Stickoxidreduzieriing ausgelöst wurde, bei dem nicht die Erzeugung anderer Schadstoffe auftrat. Überraschenderweise wurde ein Verfahren gefunden, bei dem die Stickoxidreduzierung maximal ist, während die Erzeugung von Ammoniak minimiert wird. Es wurde gefunden, daß der Betrieb auf der Hochtemperaturseite oder auf der rechten Seite der Stickstoffreduzierung/Abgastemperat jr-Kurve eines Kohlenwasserstoff-Behandluncs-Agens, das gemäß einer Verf .ahrensführung eingeiuirt wird, wesentlich die Erzeugung von anderen Schadstoffen wie Ammoniak reduziert. In der Tat wurde gefunden, daß der Betrieb auf tiinem Plateau der Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve an jedem Punkt rechts von dem vorliegenden Betrieb die Erzeugung von anderen Schadstoffen reduzieren wird, während eine maximale Stickoxidreduzierung aufrechterhalten wird.The curve plateau of Fig. 1 is recognizable the nitrogen oxide reduction, which is achieved in carrying out the beschi iebencn process management between exhaust gas temperatures of 1040 0 F and 1260 ° F. (Those skilled in the art will recognize that due to experimental variations, the curve plateau, and indeed the nitrogen oxide reduction / bias temperature curves, will show small deviations even for a given treatment agent and associated process management with each experimental derivation.) This temperature range will result in maximum nitrogen oxide reduction for process control. However, merely maximizing the nitrogen oxide reduction: .pr ic.it is sufficient. Not only the level of nitrogen oxides in the exhaust gas is important, but also the level of other pollutants, the most important of which is ammonia, which is often produced in the NOx reduction process. The Anwef <mheit of ammonia in Abgns should be avoided because, among other things with SO 3 - can react with Arnrnorriumbi = Jirat is formed, which may affect the Wärrrotouschflächen in a boiler.. In addition, ammonia has deleterious effects on ambient air quality, as is the case with carbon monoxide. If the optimization of nitrogen oxide oils leads to the generation of significant amounts of other pollutants, then this optimization is counterproductive. As already discussed, the prior art has attempted to report this by triggering only the level of nitrogen oxide reduction which did not produce other pollutants. Surprisingly, a process has been found in which the nitrogen oxide reduction is maximal while the production of ammonia is minimized. It has been found that operation on the high temperature side or on the right side of the nitrogen reduction / exhaust gas temperature curve of a hydrocarbon treating agent, which is introduced according to one method, substantially reduces the generation of other pollutants such as ammonia. In fact, it has been found that operating at a nitrogen oxide reduction / exhaust temperature curve plateau at any point to the right of the present operation will reduce the generation of other pollutants while maintaining maximum nitrogen oxides reduction.
Dieses überraschende und vorteilhafte Ergebnis wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert, die graphisch die Ergebnisse des Beispiels 1 darstellt. Wie oben bereits erörtert, zeigt Fig. 1 die Stickoxidreduzierung/Abgasternperatur-Kurve für eine Verfahrensführung, die wirksam den Stickoxidpegel in einem Abgas aus der Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes reduziert. Fig. 1 enthält iiuch die beobachteten Ammoniakpegel an jedem Kurvenpunki. Obwohl die NOx-Reduzierung im gan.'.en Kurvenplateau maximal ist (d. h. Einspritzung in den Abgastemperaturbereich von etwa 10400F bis etwa 12670F), führt eine Verlagerung der Einspritzung weiter nach rechts auf dem Kurvenplateau (d.h. zu höheren Temperaturen in dem Plateautemperaturbereich) zu einer wesentlich geringeren Ammoniakerzeugung.This surprising and advantageous result is explained with reference to FIG. 1, which graphically represents the results of Example 1. As discussed above, FIG. 1 illustrates the nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve for a process regime that effectively reduces the level of nitrogen oxide in an exhaust gas from the combustion of a carbonaceous fuel. Figure 1 also contains the observed ammonia levels at each curve point. Although the NO x reduction in the GaN. '. S curve plateau is at a maximum (ie, injection in the effluent temperature range of about 1040 0 F to about 1267 0 F), a displacement of the injection continues to the right (on the curve plateau that is, to higher temperatures in the plateau temperature range) to a much lower ammonia production.
Der Betrieb weiter rechts in der Kurv» kann nach einem von zwei Verfahren erreicht werden. Erstens kann die Position auf der Kurve, bei der die eingesetzte Verfahrensführung durchgeführt wird, weiter nach rechts dadurch verschoben werden, daß die Verfahrensführung (d.h. Einführung des Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens) bei einer höheren Abgastemperatur durchgeführt wird. Es ist unter B jzu()nahme auf Fig. 1 zu beobachten, daß die Durchführung der Verfahrensführung bei einer höheren Abgastemperatur den Betriebspunkt auf der Kurve weiter nach rechts schiebt, wodurch die Ammoniakerzeugung verringert wird, während eine maximale Stickoxidreduzierung beibehalten wird.The operation further to the right in the curve can be achieved by one of two methods. First, the position on the curve where the process regime employed is carried out can be shifted further to the right by carrying out the process (i.e., introducing the hydrocarbon treatment agent) at a higher exhaust gas temperature. It can be seen from Figure 1 that upon carrying out the process at a higher exhaust temperature, the operating point on the curve is pushed further to the right, thereby reducing ammonia production while maintaining maximum nitrogen oxides reduction.
Wie bereits bemerkt, kann die Durchführung der Verfahrensführung bei einer höheren Abgastemperatur dadurch erreicht werden, daß das Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens an einer Stelle eingeführt wird, wo die Abgastemperatur höher ist, d. h., an einem stromaufwärts gelegenen Ort (oder einem Ort, der näher beim Flammenbereich liegt, im Vergleich zum ursprünglichen Ort der Einführung) Dieses Verfahren zur Durchführung der Verfahrensführung bei einer höheren Abgastemperatur kann manchmal impraktikabel sein, weil der Zugang zum Boilerinneren oft auf spezifische Punkte wegen vorhandener Wasserleitungen usw. beschränkt ist. Die Einführung an einem Ort, wo die Abgastempöratur auf der gewünschten Höhe lieg', ist daher oft nicht möglich. Der Betrieb bei wesentlich höheren Abgastemperaturen kann den Arbeitspunkt auf der . Kurve zu veit nach rechts aus dem Plateau hinaus verlagern, wodurch die NO„-Rt>duzierung verringert wird. Eine An jerung der Arbeitslast des Boilers (d. h. der Kraftstoffzuführrate) verursacht ebenfalls eine Änderung in der Abgast«i..Koratur und kann zumindest theoretisch da_u verwendet werden, die Abgastemperatur an dem Punkt, wo das Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens eingeführt wird, durch Erhöhung der Arbeitslast zu erhöhen. Dennoch ist in der Praxis eine Änderung der Boilerbetriebslast nicht gowiinscht, da der Abgaszustand nicht nur hinsichtlich des Temperaturparameters geändert wird, wie dies weiter unten im Detail erörtert wird. Der Stickoxidpegel, ebenso wie andere Parameter, etwa derAs already noted, carrying out the process at a higher exhaust gas temperature can be achieved by introducing the hydrocarbon treatment agent at a point where the exhaust gas temperature is higher, that is, at an upstream location (or location closer) This method of performing process control at a higher exhaust temperature may sometimes be impractical because access to the boiler interior is often limited to specific points because of existing water lines, etc. The introduction in a place where the exhaust gas temperature is at the desired height, is therefore often not possible. Operation at much higher exhaust gas temperatures can reduce the operating point on the. Shift curve too far to the right out of the plateau, reducing the NO "reduction. One type Jerung the work load of the boiler (ie, the fuel supply rate) will also cause oratur a change in the Abgast "i K .. and, at least theoretically be used da_u, the exhaust gas temperature at the point where the hydrocarbon treatment agent is introduced, by Increase workload. However, in practice, changing the boiler operating load is not desirable because the exhaust condition is not changed only with respect to the temperature parameter, as discussed in more detail below. The nitrogen oxide level, as well as other parameters, such as the
-10- 272 Ü38-10- 272 Ü38
Ammoniakpegnl, ändern sich mit der Abgastemperatur. Des weiteren wird die Boiferbetriebslast auf einer bestimmten Höhe gehalten, um eine spezifische, erwünschte Leistung zu erbringen und steht daher nicht als veränderbarer F aktor zur Verfügung um eine NOx-Reduzierung zu erhalten.Ammonia Pegnl, change with the exhaust gas temperature. Furthermore, the boulder operating load is maintained at a certain level to provide a specific, desired performance and is therefore not available as a variable factor to obtain a NO x reduction.
Das zweite Verfahren, um den Arbeitspunkt auf der Kurve weiter nach rechts zu tagen, besteht darin, einen otter mehrere Parameter der ausgeführten Verf&hrensführung zu ändern. Beispielsweise kann der geänderte Parameter die spezielle Komponente dos Kohlenwaseerstoff-Behandliings-Agens, die Verdünnung des Behandlungsagent (falls in Lösung) mit einer gleichzeitigen Variation dor Einspritzrate des fiehandlungsagens, die relative Anwesc nheit ν on Behandlungsagenskomponenten oder Kombinationen der obon gonann.en Maßnahmen sein. Durch Variation der Verfahrensführung ^parameter wird die Originalstickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve durch die Stickoxidreduzierung/ Abgastemperatur- Kurve für die veränderte Verfahrensführung ersetzt. Die Auswahl der zu var!!erondon Parameter und a.v Art ihrer Variierung kann die Originalkurve durch eine Kurve ersetzen, die nach linke verschoben ist, so daß der Arbeitspunkt auf der verschobenen Kurva weiter rechts liegt.The second method of keeping the operating point on the curve further to the right is to change an otter several parameters of the executed procedure. For example, the altered parameter may be the specific component of the carbohydrate treating agent, the dilution of the treatment agent (if in solution) with a concomitant variation in fungal agent injection rate, the relative presence of treatment agent components, or combinations of the above-mentioned measures. By varying the process control parameter, the original nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve is replaced by the nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve for the modified process control. The selection of the too var! ! The erondon parameter and av type of its variation can replace the original curve with a curve shifted to the left, so that the operating point on the displaced Kurva lies farther to the right.
Selbstverständlich schließen sich die beiden Verfemen zi« Verschiebung des Arbeitspunktos nach rechts auf dem Kurvenplateau, die gemäß der Erfindung beschrieben worden sind, nicht aus, sondern ktinnon in der Tat kombiniert werden. Mit anderen Worten, es kann die Abgastemperatur zusammen mit einem oder m jhreren Verfahrensführungsparametern geändert v/erden.Of course, the two methods of displacing the working point to the right on the curved plateau, which have been described according to the invention, do not exclude each other, but in fact ktinnon are combined. In other words, the exhaust gas temperature may be changed along with one or more process control parameters.
Obwohl es möglich ist, den Arbeitspunkt dor Verfahrensführung auf der Kurve weiter nach rechts dadurch zu verschieben, daß die Verfahrensführung bei einer höheren Temperatur stattfindet (d.h. durch Einführung des Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens an einer Stelle, wo die Abgastemperatur höher ist), wie oben diskutiert, ist es wahrscheinlicher, daß die NOx-Reduzierung bei Minimierung der Ammoniakproduktion durch die zweite der beiden beschriebenen Verfahren erreicht wird, d. h. durch Änderung von einem oder mehreren Verfehrensführungsparametem. Die Einstellung (oder Variierung) der Verfahrensführung wird durchgeführt, um die Reaktion, durch die das Kohlenwasserstoffbehandlungsagens die Reduzierung von NO, erleichtert, nach dec rechten Seite des Kuryenplateaus zu bringen.Although it is possible to shift the operating point on the curve further to the right by performing the process at a higher temperature (ie by introducing the hydrocarbon treatment agent at a location where the exhaust gas temperature is higher) as above however, it is more likely that NO x reduction will be achieved by minimizing ammonia production by the second of the two described methods, ie by changing one or more targeting parameters. The adjustment (or variation) of the process procedure is performed to bring the reaction by which the hydrocarbon treatment agent facilitates the reduction of NO to the right side of the curyen plateau.
Wie oben diskutiert, dient die Änderung von einem oder mehroren Verfahrensführungsparametern zur Erzeugung einer angepaßten (oder neuen) Verfahrenßführung, die eine andere (oder verschobene) Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve, verglichen mit der Originalvorfahrensf ührung, aufweist. Durch eine vorherige Analyse von möglichen Verfahrensführungen und die Kenntnis ihrer besonderen Stickoxidreduzierung/Abgaotemperatur-Kurven kann man die Verfahrensführung bestimmen, die, wenn sie anstelle der Originalverfahrensführung durchgeführt wird, einen Arbeitspunkt weiter rechts auf der Kurve als dio Originalverfahrensführung aufweist. In der Tat kann vorausgesagt werden, wann der Arbeitspunkt am weitesten rechts auf dem Kurvenplateau unter den besonderen Bedingungen liegt, bei denen die Einführung gewünscht ist (d. h. die Abgastemperatur an dom Einführungspunkt für das Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens). Wenn des weiteren die Abgastemperatur an dom Einführungspunkt bekannt ist, ermöglicht die Kenntnis der Stickoxiddreduzierung/Abgastemperatur-Kurven von verfügbaren Verfahrensführungen eine anfängliche Auswahl der Verfahrensführung, die am weitesten rechts, jedoch auf dem Kurvenplateau, abläuft, wodurch die Notwendigkeit, Parameter zu ändern, entfällt.As discussed above, the change is from one or more process control parameters to produce an adapted (or new) process regime that has a different (or shifted) nitrogen oxide reduction / exhaust temperature curve as compared to the original process ancestor. By prior analysis of possible process controls and knowledge of their particular nitrogen oxide reduction / effluent temperature curves, one can determine the process regime which, when performed in lieu of the original process procedure, has an operating point further to the right of the curve than the original process procedure. In fact, it can be predicted when the working point lies farthest right on the curve plateau under the particular conditions where the introduction is desired (i.e., the exhaust temperature at dom introduction point for the hydrocarbon treatment agent). Further, when the exhaust gas temperature at dom introduction point is known, knowing the nitrogen oxide reduction / exhaust temperature curves of available process guides allows an initial selection of process flow to the far right, but on the curve plateau, eliminating the need to change parameters ,
Ein weiterer vorteilhafter Aspekt der Erfindung liegt in der Situation, in der ein Abgas aus einer Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes einen Maximalgehalt eines weiteren Schadstoffes, wie etwa Ammoniak, nicht überschreiten darf. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann eingesetzt werden, um die maximal mögliche NO„-Reduzierung zu erhalten, oder um einen Zielpegel einer NOx-Reduzierung anzustreben, während der Pegel der anderen Schadstoffe unter einem solchen Maximalpegel gehalten wird.Another advantageous aspect of the invention lies in the situation in which an exhaust gas from a combustion of a carbonaceous fuel must not exceed a maximum content of another pollutant, such as ammonia. The method according to the invention can be used to obtain the maximum possible NO "reduction, or to aim for a target level of NO x reduction, while keeping the level of other pollutants below such a maximum level.
Dies kann unter Verwendung der Einführungsrate und Verdünnung des Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens erreicht werden. In dem Maße, wie die Einführungsrate eines Behandlungsgens zunimmt, nimmt die durch diese Veifahrensführung hervorgerufene Stickoxidreduzierung ebenso wie die Erzeugung anderer Schadstoffe zu. Dies kann dadurch ausgenützt werden, daß eine Verfahrensführung gewählt wird mit einer relativ niedrigen Einführungsrate und/oder hoher Verdünnung, und zwar auf der rechten Seite des Verfahrensführungskurvenylateaus (die Verfahrensführung kann auf der rechten Seite des Kurvenplateaus durch irgendeine der Methoden zum Wirksammachen eines Behandlungssagens auf der rechten Seite seines Kurvenpiateaus, wie beschrieben, zur Wirkung gebracht wurden. Die Verfahrensführung kann dann durch Erhöhen der Einführungsrate des Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens oder durch Verringerung der Verdünnung des Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens erreicht werden, bis der optimale Pegel des anderen Schadstoffes erreicht ist. Wenn es mehr als einen anderen Schadstoff mit maximalem Pegel gibt, wird die Verfahrensführung in dieser Weise geände· t, bis der erste der anderen Schadstoffe seinen optimalen Pegel erreicht. Auf diese Weise kann die größtmöglichste NOx-Reduzierung erreicht werden, während das Abgas in einem Zustand gehalten wird, der unterhalb des Maximumpegels für die anderen Schadstoffe liegt. Wenn andererseits eiii Zielpege! für Stickoxide gewünscht ist, kann die Verfahrensführung wie oben beschrieben variiert werden, bis die StickDxidreduzierung ausreicht, um diesen Pegel von Stickoxiden zu erreichen, vorausgesetzt, daß ein Maximalpegel von anderen Schadstoffen nicht überschritten wird. Wenn auf diese Weise der Arbeitspunkt der Verfahrensführung auf der rechten Seite ihres Kurvenplateaus liegt, ist der Zielpegel für NOx erreicht, wobei ein Minimum an anderen Schadstoffen, wia Ammoniak, produziert wildThis can be accomplished using the rate of introduction and dilution of the hydrocarbon treatment agent. As the rate of introduction of a treatment gene increases, the reduction of nitric oxide caused by such vehicle guidance increases, as does the generation of other pollutants. This can be exploited by choosing a process guide with a relatively low rate of introduction and / or high dilution on the right hand side of the process guidance curve (the process can be performed on the right side of the curve plateau by any of the methods for effecting a treatment agent on the The procedure may then be achieved by increasing the rate of introduction of the hydrocarbon treatment agent or by reducing the dilution of the hydrocarbon treatment agent until the optimum level of the other pollutant is reached If there is more than one other pollutant at maximum level, the process is changed in this way until the first of the other pollutants reaches its optimum level, thus achieving the highest possible NO x reduction, w While the exhaust gas is maintained in a state that is below the maximum level for the other pollutants. If on the other hand eiii Zielpege! for nitrogen oxides is desired, the process regime may be varied as described above until the nitrogen oxide reduction is sufficient to achieve this level of nitrogen oxides, provided that a maximum level of other pollutants is not exceeded. If, in this way, the operating point of the process is on the right side of its curve plateau, the target level for NO x is reached, with a minimum of other pollutants, such as ammonia, producing wild
Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann das Vei fahren gemäß der Erfindung dazu verwendet werden, die NOx-Pegel zu reduzieren, während die Erzeugung anderer Schadstoffe durch .Lastfolge" minimiert wird. .Lastfolge" bezieht sich auf ein Verfahren, das die Einstellung der durchgeführten Verfahrensführung betrifft, und zwar im Ansprechen auf die Betriebslast, bei der der Boi. κ befeuert wird. Wenn sich die Boilerbetriebslast ändert, tritt eine Änderung in der Abgastemperatur -auf. Eine solche Änderung der Abgastemperatur führt ersichtlich dazu, daß der Arbeitspunkt auf der Stickoxidreduzierung/ Abgastemperatur-Kurve für d;e vorliegende Verfahrensführung entweder nach links und somit weg von einer Minimierung für die anderen Schaihtoffe oder nach rechts und somit möglicherweise aus dem Kurvenplateau hinaus und auf die reciiie Flanke der Kurve und somit weg von dr.f maximalen Stickoxidreduzierung verschoben wird.According to a further advantageous aspect of the invention, the driving according to the invention can be used to reduce the NO x levels while minimizing the generation of other pollutants by "load sequence.""Loadsequence" refers to a method that controls the setting the procedure followed, in response to the operating load at which the Boi. κ is fired. As the boiler operating load changes, a change in exhaust gas temperature occurs. Such a change in the exhaust gas temperature obviously results in the operating point being based on the nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve for d ; The present procedure is shifted either to the left and thus away from a minimization for the other layers or to the right and thus possibly out of the curve plateau and onto the receding edge of the curve and thus away from dr.f maximum nitrogen oxide reduction.
Dadurch, daß die vorliegende Verfahrer«führung durch eine neue Verfahrensführung, d. h. durch Einstellung von einem oder mehreren Verfahrensführungeparamet >rn, wie etwa die Verdünnung und die Elnführungsrat« dea Wosseretoff-Behandlungs-Agens, Komponenten des Kohlenwasserstoff-Behandlung* Agens und relative Anwesenheit von Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens-Komponenten, ersetzt wird, wird die Stlckoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve verschoben (d.h. durch eine neue Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve ersetzt), so daß der Betriebspunkt nach der Änderung wieder nuf die rechte Seite des Kurvenplateaus verschoben wird.By virtue of the fact that the present procedure is followed by a new procedure, ie. H. by substituting one or more process parameters such as the diluent and surfactant treatment agent, components of the hydrocarbon treatment agent, and relative presence of hydrocarbon treatment agent components, is the reduced stalk oxide reduction / Exhaust temperature curve shifted (ie replaced by a new nitrogen oxide reduction / exhaust temperature curve), so that the operating point after the change is again nuf shifted to the right side of the curve plateau.
Wie oben bereits erwähnt, führt eine Änderung der Boilerbetriebelast zu mehr als nurzu einer Änderung in der Abgastemperatur. Häufig erzeugt eine Änderung der Boilerbetriebslast eine Änderung im Abgas bezüglich des NOx-Pegels. Dies ist insbesondere wichtig, wenn es einen Maximalpegel für andere Schadstoffe gibt, der eingehalten werden muß, oder wenn es einen Zielpegel für Stickoxidreduzierung gibt, der erreicht werden muß. Die Änderung im NOx-Pegel kann direkt gemessen, oder, vorzugsweise, unter Verwendung eines lastabhängigen Boilercharakteristarungsfaktors bestimmt werden.As mentioned above, changing the boiler operating load leads to more than just a change in exhaust gas temperature. Frequently, changing the boiler operating load produces a change in the exhaust gas with respect to the NO x level. This is particularly important when there is a maximum level for other pollutants that must be met, or when there is a target level of nitric oxide reduction that must be achieved. The change in NO x level can be measured directly, or, preferably, determined using a load-dependent boiler characteristic factor.
Für einen vorgegebnen Boilt · und Brennstoff sei« der Charakterisierungsfaktorden NOx-Pegel und die Temperatur des Abgases an bestimmter· UU. in zu der Boilerlast in Beziehung und dieser wird experimentell bestimmt. Mit dieser Information kann die gewählte Verfahrensführung an einem bestimmten Ort unmittelbar auf eine Änderung der Boilerbetriebslast, wie sie durch die Kraftstoffzuführrate, beispielsweise, ermittelt wird, angepaßt werden. Wenn folglich die Last reduziert wird, wird die Verfahrensführungszuführrate reduziert, um die Einführungsrate für das Kohlenwasserstoff-Behandlungs-Agens zu erhalten, die erforderlich ist, um das Reduzierungsziel bei dieser Last zu erhalten, und die Kohlenwasserstoff-Behandl jngs-Agens-Komponenten werden entaprechend der Notwendigkeit ebenfalls variiert, um der Temperaturänderung, die aus der Laständerung folgt, Rechnung zu tragen. Wenn die Zuführrate der Varfahrbnsf ührung nicht reduziert würde, wäre die Zuführrate zu hoch im Hinblick auf den geringeren NO.-Pegel und es würde zuviel NH3 produziert. Wenn In solcher Weise die Boilerbetriebslast zunimmt, wird die Zuführrate der Verfahrensführung erhöht, um eine Einführungsrate des Kohlenwasserstoffbehancllungsmittels zu erreichen, das bei dieser last erforderlich ist. Andererseits wäre die E>»führungsrato gering, und die NOx-Reduiierung wäre unzureichend. Wieder werden dia Komponenten des Behandlungsagens eingestellt, um die Änderung der Abgastomperatur, die mit der Änderung der Boilerbetriebslast zusammenhängt, zu kompensieren. Dieser Charakterisierung&faktor hängt von der Boilergeometrie, von der Art des Brennstoffes und von &.it Boilerlast ab und kann experimentell bestimmt werden. Verschiedene andere Parameter, wie beispielsweise die Zahl der in Betrieb befindlichen Brenner, beeinflussen den Charakterisierungsfaktor, aber die oben genannten sind die wichtigsten. Unter Bezugnahme auf den Charakterisierungsfaktor für einen vorgegebenen Boiler und einen vorgegebenen Brennstoff können die Stickoxidpegel und die Temperatur an einer vorgegebenen Stelle mit einer ausreichenden Sicherheit bestimmt werden, um festlegen zu können, wie die Verfahrensführung angepaßt werden sollte, um eine Verschiebung auf der Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve zu korrigieren, die auftritt, wenn die Betriebslast geändert wird.For a given boiler and fuel, let the characterization factor be the NO x level and the temperature of the exhaust gas at a particular UU. in relation to the boiler load and this is determined experimentally. With this information, the chosen process control at a particular location can be readily adapted to a change in boiler operating load, as determined by the fuel delivery rate, for example. Consequently, when the load is reduced, the process feed rate is reduced to obtain the rate of introduction of the hydrocarbon treatment agent required to achieve the reduction goal at that load, and the hydrocarbon treating agent components become adequate The need also varies to account for the temperature change resulting from the load change. If the feed rate of the Varfahrbnsf leadership would not be reduced, the feed rate would be too high in view of the lower NO.-level and it would produce too much NH 3 . In such manner, as the boiler operating load increases, the feed rate of the process control is increased to achieve an introduction rate of the hydrocarbon containment agent required at that load. On the other hand, the steering committee would be low and the NO x reduction would be insufficient. Again, the components of the treatment agent are adjusted to compensate for the change in exhaust gas temperature associated with the change in boiler operating load. This characterization & factor depends on the boiler geometry of the type of fuel and & .it boiler load and can be determined experimentally. Various other parameters, such as the number of burners in operation, affect the characterization factor, but the above are the most important ones. With reference to the characterization factor for a given boiler and fuel, the nitrogen oxide levels and temperature at a given location can be determined with sufficient confidence to determine how the process regime should be adjusted for a shift in nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature Correction curve that occurs when the operating load is changed.
Nach einer bevorzugten Verfahrensvariante zur Maximierung der Stickoxidredu*ierung und Steuerung der Erzeugung anderer Schadstoffe wird eine erste Verfahrensführung gewählt, deren Arbeitspunkt bei den vorliegenden Abgastemperaturen auf der rechten Flanke, außerhalb des Kurvenplateaus, der Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve dieser Verfahrensführung liegt. Durch Kenntnis der Abgastemperatur und der Kurve für mehrere Verfahrensführungen kann dies einfach durch Verwendung der oben beschriebenen Mittel erreicht werden. Wenn dies getan ist, kann die Verfahreniführung durch Mittel, die dem Fachmann nach lesen dieser Offenbarung ersichtlich sind, eingestellt werden, um den Arbeitspunkt auf das Kurvenplateau zu bringen. Mit anderen Worten, die Kurve kann hierzu verschoben werden. Durch diese Verfahrensweise kann sichergestellt werden, daß die gewählte Verfahrensführung einen Arbeitspunkt aufweist, der möglichst woit rechts liegt, jedoch noch auf dem Kurvenplateau. Die Stic'toxidreduzierung ist auf diese Weise maximiert, während die Erzeugung von anderen Schadstoffen gesteuert wird.According to a preferred process variant for maximizing nitrogen oxide reduction and controlling the production of other pollutants, a first process procedure is selected whose operating point lies at the exhaust gas temperatures present on the right flank, outside the bend plateau, the nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve of this process control. Knowing the exhaust gas temperature and the curve for multiple process operations, this can be achieved simply by using the means described above. When this is done, the method guide may be adjusted by means apparent to those skilled in the art after reading this disclosure to bring the operating point to the curve plateau. In other words, the curve can be moved for this purpose. By this procedure, it can be ensured that the selected process control has an operating point which is as far as possible on the right, but still on the curve plateau. Stic oxide reduction is thus maximized while the production of other pollutants is controlled.
Ein anderer überraschender Aspekt der Erfindung liegt in der Verwendung der Verfahrensführung als Probe für die Abgasbedingungen. Wenn die Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve oder, tatsächlich, die Ammoniakerzeugung/ Abgastemperatur-Kurven, für eine Verfahrensführung bekannt ist, liefert der Abgaszustand nach der Wahl der Verfahrensführung wertvolle Informationen über den Abgaszustand stromabwärts von der Stelle, bei der die Verfahrensführung stattfindet. Es kann sogar eine Information über die Boilerbetriebslast gewonnen werden. Wenn be'spielsweise der Stickoxidpegel relativ niedrig ist, aber die Erzeugung der anderen Schadstoffe relativ groß ist, kann angenommen werden, daß der Arbeitepunkt der Verfahrensführung auf der linken Seite des Kurvenplateaus liegt. Unter Verwertung dieser Information kann die Abgastemperatur mit einer vernünftigen Genauigkeit bestimmt werden und, unter Verwendung des Boilercharakterisierungsfaktors, wie oben beschrieben, kann die Boilerlast bestimmt werden. Wenn in ähnlicher Weise die NOx- und Ammoniak-Pegel alle gering sind, kann angenommen werden, daß der Arbeitspunkt der Verfahrensführung auf der rechtnn Flanke des Kurvenplateaus der Kurve, außerhalb des Plateaus, liegt. Abgastemperatur und Boilerlast können daraus bestimmt werden. Je größer die Vertrautheit mit der Verfahrensführungekurve ist, umso genauer können die Bestimmungen sein. Es gibt signifikante Temperaturveränderungen an jedem Boilerort, die von den Abgasströmungsmustern, den Boilerbefeuerungsbedingungen, Wandeffekten etc. abhängen. Eine Verfahrensführung an einem gewissen Qoilerort und zugeschnitten auf einen Arbeitspunkt auf der rechten Seite ihrer Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve wird wahrscheinlich auf der linken Seite im Niedertemperaturbereich arbeiten, wenn dtaser Ort der mittleren Abgastempei atur ausgesetzt wird. Die Nic^ertemperaturbereiche führen zu einer Ammoniaktrzeugung wie in dioser Beschreibung erläutert. Dieser Einfluß kann durch Minimierung der Behandlung der Niedertemperaturbereiche minimiert werden, beispielsweise durch Verwendung geeigneter Injektoren (die dem Fachmann geläufig sind) durch Zuschnitt der Verfahrensführung auf die Niedertemperaturbereiche oder durch ein Mehrfachinjektorsystem, das beide Verfahren verwendet.Another surprising aspect of the invention is the use of process control as a sample for exhaust conditions. If the nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve or, indeed, the ammonia generation / exhaust gas temperature curves is known for process management, the exhaust gas state after the choice of process provides valuable information about the exhaust state downstream of the point at which the process takes place. Even information about the boiler operating load can be obtained. For example, if the nitrogen oxide level is relatively low but the other pollutants are relatively high, it may be assumed that the operating point of operation is on the left side of the curve plateau. Utilizing this information, the exhaust gas temperature can be determined with reasonable accuracy and, using the boiler characterization factor as described above, the boiler load can be determined. Similarly, if the NO x and ammonia levels are all low, it can be assumed that the operating point of the procedure lies on the right flank of the curve plateau of the curve, outside the plateau. Exhaust gas temperature and boiler load can be determined from this. The greater the familiarity with the procedure guidance curve, the more accurate the determinations can be. There are significant temperature changes at each boiler location that depend on the exhaust flow patterns, boiler firing conditions, wall effects, etc. A procedure at a certain location and tailored to an operating point on the right side of its nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve is likely to work on the left side in the low temperature range when the location of the middle exhaust gas temperature is exposed. The temperature ranges result in ammonia production as described in this description. This influence can be minimized by minimizing the treatment of the low temperature ranges, for example by using suitable injectors (which are familiar to those skilled in the art) by tailoring the process to the low temperature ranges or by a multiple injector system using both methods.
Wenngleich die Wahl des Arbeitspunktes auf dem Plateau der Stickoxidreduzierung/Abgastemperatur-Kurve vorgezogen ist, so kann in einigen Situationen die Wahl des Arbeitspunktes auf der rechten Flanke, außerhalb des Plateaus, erwünscht sein, um die Erzeugung der anderen Schadstoffe auf niedrigem Niveau zu halten, während immer noch eine beachtliche Reduzierung der Stickoxide erreicht wird.Although the choice of the operating point on the plateau is preferred to the nitrogen oxide reduction / exhaust gas temperature curve, in some situations the choice of the operating point on the right flank, outside the plateau, may be desirable to keep the generation of other pollutants at a low level, while still achieving a significant reduction in nitrogen oxides.
Das Verfahren der Erfindung ist ebenfalls nützlich als Einzelschritt in Kombination mit anderen chemischen, katalytischen oder anderen Verfahren zur Reduzierung der Stickoxidkonzentrationen sowie anderer Schadstoffe, wie Schwefeldioxid, während vorzugsweise die Pegel der Restschadstoffe, wie etwa Ammoniak, kontrolliert werden. Ein solches „Mehrschritt"-Verfahren ist in der parallel anhängigen US-Patentanmeldung mit Aktenzeichen 022,716, mit dem Titel ,Mehrstufenverfahren zu Reduzierung der Konzentration von Schadstoffen in einem Abgas", eingereicht im Nanvjn von Epperly, Peter-Hobly n, Shulof und Sullivan am 6. März 1987 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch die Bezugnahme zum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht wird.The method of the invention is also useful as a single step in combination with other chemical, catalytic or other methods of reducing nitric oxide concentrations as well as other contaminants such as sulfur dioxide, while preferably controlling levels of residual contaminants such as ammonia. Such a "multi-step" process is described in co-pending U.S. Patent Application Serial No. 022,716 entitled "Multi-Stage Process for Reducing the Concentration of Pollutants in an Exhaust" filed in Nanvjn by Epperly, Peter-Hobly n, Shulof and Sullivan et al 6 March 1987, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
Das nachfolgende Beispiel erläutert weiter die Erfindung durch Detailbes.-.hreibung der Betriebsweise einer Verfahrensführung unter Verwendung von Methoden für .die rechte Seite der Kurve".The following example further illustrates the invention by describing in detail the operation of a process guide using methods for the right side of the curve ".
Der verwendete Brenner weist einen Rauchgaskanal auf, der als Verbrennungstunnel bekannt ist, mit einer Länge von etwa 209 Inch, einem Innendurchmesser von 8 Inch und einer Wandstärke von 2 Inch. Der Brenner weist einen Flammbereich bei der Abgaseingfingsöffnung und Rauchgasmonitoren auf, die bei der Abgasausgangsöffnung liegen, um die Konzentration von Komponenten, wie Stickoxide, Schwefeloxide, Ammoniak, Kohlendioxid, prozentualer Sauerstoffüberschuß und andere Komponenten von Interesse zu messen, die in dem Abgas vorhanden sind. Der Rauchgaskanal weist des weiteren Thermoelementöffnungen zur Temperaturmessung an verschiedenen Stellen auf. Die Tempertur des Rauchgases, in das das Kohlenwasserstoff-nehandiungs-Agens eingespritzt wird, wird am Ort der Einspritzung unter Verwendung eines K-Typ-Thermoelementes gemessen. Zrirstäubungsinjektoren, die in der parallel anhängigen US-Patentanmeldung, mit dem Titel ,Verfahren und Vorrichtung zum Reduzieren der Konzentration von Schadstoffen in einem Abgas" mit dem Aktenzeichen 0,09,696, eingereicht im Namen von Burton, am 2. Februar 1987, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahmezum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht wird, beschrieben sind, sind durch Öffnungen in dem Rauchgaskanal angeordnet, um das Behandlungsagens in den Abgasstrom einzuführen und zu verteilen. Das Agens wird in den Abgasstrom mit einer Rate von 274,5g/h eingespritzt. Der Brennstoff ist ein Nr. 2-ölbrennstoff und der Brenner wird mit (liner Rate voln 5,9 bis 7,1 ibs/h und einem Sauerstoffüberschuß von 3,0% bis 4,0%, bezogen auf das Volumen, befeuert. Es wird eine Basislinien-Stickoxidkonzentration vor dem Beginn jedes Laufes abgelesen, um das Einspritzverhältnis von Behandlungsagens zu Basislinienstickoxiden zu berechnen Eine Stickoxidablesung wird vorgenommen stromabwärts der Einspritzstelle während des Einspritzons des Behandlung Wagens, um die Reduzierung der in den Abgasütrom durch jedes der eingespritzten Behandlungsagensien hervorgerufene Reduktion der Stickoxidkonzentration zu berechnen. Des weiteren wird eine Ammoniakablesung während und stromabwärts der Injektion der Behandlungsagensien vorgenommen, um dio Erzeugung der anderon Schadstoffe zu berechnen.The burner used has a flue, known as a combustion tunnel, about 209 inches in length, 8 inches inside diameter and 2 inches wall thickness. The burner has a flame area at the exhaust gas inlet opening and flue gas monitors located at the exhaust gas exit opening to measure the concentration of components such as nitrogen oxides, sulfur oxides, ammonia, carbon dioxide, excess oxygen, and other components of interest present in the exhaust gas. The flue gas duct further has thermocouple openings for temperature measurement at various locations. The temperature of the flue gas into which the hydrocarbon treatment agent is injected is measured at the injection site using a K-type thermocouple. Anti-Scramble Injectors disclosed in co-pending U.S. Patent Application entitled "Method and Apparatus for Reducing the Concentration of Pollutants in an Exhaust" Serial No. 0,09,696 filed in the name of Burton on Feb. 2, 1987, the disclosure of which is hereby incorporated by reference are made by reference to the subject matter of this application, are arranged through openings in the flue gas channel to introduce and disperse the treating agent into the flue gas stream The agent is injected into the flue gas stream at a rate of 274.5 g / h a No. 2 oil fuel and the burner is fired at (linear rate vol 5.9 to 7.1 ibs / hr and an oxygen excess of 3.0% to 4.0% by volume.) It becomes a baseline Nitrogen concentration read before the start of each run to calculate the injection ratio of treatment agent to baseline line oxides A nitrogen oxide reading is made downstream ts of the point of injection during the injection of the treatment car to calculate the reduction in the nitrogen oxide concentration caused in the exhaust gas flow by each of the injected treatment agents. Furthermore, an ammonia reading is taken during and downstream of the injection of the treatment agents to calculate the production of other pollutants.
Ein* wäßrige Lösung mit 15Gew.-% Ethylenglykol und 0,1 Gew.-% einos käuflich erwerblichen Netzmittels wird in den Abgasstrc m bei den angegebenen Temperaturen eingespritzt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt und graphisch in Fig. 1 reproduziert.An aqueous solution containing 15% by weight of ethylene glycol and 0.1% by weight of wetting agent commercially available is injected into the exhaust gas stream at the indicated temperatures. The results are summarized in Table I and graphically reproduced in FIG.
Die obige Beschreibung dient dem Zweck, dem Fachmann zu zeigen, wie die Erfindung ausgeführt werden soll. Es ist jedoch nicht die Ansicht, alle diejenigen naheliegenden Modifikationen und Veränderungen, die dem Fachmann beim Lesen der Beschreibung offenbar werden, im Detail abzuhandeln. Alle diese naheliegenden Modifikationen und Variationen leigen jedoch innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, die durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist.The above description is for the purpose of showing those skilled in the art how to carry out the invention. However, it is not the intention to discuss in detail all of the obvious modifications and changes which will become apparent to those skilled in the art upon reading the description. However, all such obvious modifications and variations are within the scope of the present invention, which is defined by the following claims.
Claims (33)
A)
dieses Verfahren folgende Schritte umfaßtA method for reducing the concentration of nitrogen oxides in an exhaust gas which is at a temperature below 145O 0 F, wherein the production of other pollutants is minimized, characterized in that
A)
this method comprises the following steps
oder F)
dieses Verfahren folgendes umfaßtProduction of the other pollutants, while essentially maintaining the degree of nitrogen oxide reduction,
or F)
this method comprises
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US2279987A | 1987-03-06 | 1987-03-06 | |
US07/155,864 US4877590A (en) | 1987-03-06 | 1988-02-29 | Process for nitrogen oxides reduction with minimization of the production of other pollutants |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD272038A5 true DD272038A5 (en) | 1989-09-27 |
Family
ID=43383600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD31347888A DD272038A5 (en) | 1987-03-06 | 1988-03-07 | METHOD FOR STAINING OXIDE REDUCTION WITH MINIMUM PRODUCTION OF POLLUTANTS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD272038A5 (en) |
-
1988
- 1988-03-07 DD DD31347888A patent/DD272038A5/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3852747T2 (en) | METHOD FOR REDUCING NITROGEN OXIDE AND MINIMIZING THE PRODUCTION OF OTHER POLLUTANTS. | |
DE3852801T2 (en) | MULTI-STAGE METHOD FOR REDUCING THE CONCENTRATION OF POLLUTANTS IN EXHAUST GASES. | |
DE69110670T2 (en) | METHOD FOR REDUCING NITROGEN OXIDES WITHOUT PRODUCING DISTROXIC MONOXIDE. | |
DE3688741T2 (en) | REDUCTION OF NITROGEN AND CARBONATED POLLUTANTS BY MEANS OF UREA SOLUTIONS. | |
DE102009023325B4 (en) | Method for adapting the injection of injection agent in an injection system | |
DE69821505T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING AMMONIUM FROM UREA AND USE OF THIS METHOD | |
DE19719998C2 (en) | Method and device for nitrogen oxide reduction in the exhaust gas of a combustion device | |
DE3852068T2 (en) | METHOD FOR REDUCING NITROGEN OXIDES IN EXHAUST GASES. | |
DE69114503T2 (en) | METHOD FOR IN-LINE HYDROLYSIS OF UREA. | |
DE69511855T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR TREATING WASTE FLOWS | |
DE2320304A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR THE REMOVAL OF AIR POLLUTING NITROGEN OXIDES | |
DE2754932A1 (en) | METHOD OF REMOVING NITROGEN OXIDES FROM GAS WITH AMMONIA | |
DE2411672A1 (en) | METHOD FOR REDUCING NO IN COMBUSTION GASES | |
EP0426978B1 (en) | Process for the selective, non-catalytic reduction of the emissions from oil fired boiler plants | |
DE3872105T2 (en) | METHOD FOR REDUCING NITROGEN OXIDS IN EXHAUST GASES BY SUGAR. | |
DE3878958T2 (en) | METHOD FOR AVOIDING THE FORMATION OF AMMONIUM BISULFATE, SULFURIC ACID AND SIMILAR SUBSTANCES IN COMBUSTION PRODUCTS. | |
DE3853881T2 (en) | METHOD FOR REDUCING NITROGEN OXIDES AND MINIMIZING THE PRODUCTS OF OTHER POLLUTIONS. | |
DE68918587T2 (en) | REDUCING THE NUMBER OF NITROGEN MONOOXYDS BY SUBLIMATION OF CYANURIC ACID. | |
DE19808722C2 (en) | Gas and steam turbine plant and method for operating such a plant | |
DE2938654B1 (en) | Process for the destruction of ammonia in waste water | |
DE3880484T2 (en) | MULTI-STEP METHOD FOR REDUCING THE POLLUTION CONTENT IN AN EXHAUST GAS FLOW. | |
DE102011105419B4 (en) | Process for the reduction of nitrogen oxides | |
WO2016173730A1 (en) | Method and apparatus for dynamic exhaust-gas treatment | |
DE3855382T2 (en) | WASHING OUT AMMONIA | |
DE2852800C2 (en) | Device for removing nitrogen oxides from a combustion exhaust gas |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |