DD274171A5

DD274171A5 - Verfahren zur verringerung der konzentration an stickstoffoxiden in einem abstrom aus der verbrennung eines kohlenstoffhaltigen brennstoffes bei gleichzeitiger minimierung der bildung anderer schadstoffe

Info

Publication number: DD274171A5
Application number: DD88315758A
Authority: DD
Inventors: William R Epperly; John H O'leary; James Ch Sullivan
Original assignee: ��@�K@�Kk��
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1989-12-13
Also published as: PT87493B; JPH01503372A; NO890147D0; US4780289A; CA1309230C; ATE116950T1; PT87493A; DE3852747D1; YU92888A; FI88464C; EP0313648A4; EP0313648A1; HU205586B; GR880100315A; CN1030193A; EP0313648B1; DE313648T1; FI88464B; DK731788D0; MX167771B

Abstract

Erfindungsgemaess wird ein Verfahren zur Verringerung der Stickstoffoxide in einem Abstrom aus der Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes unter gleichzeitiger Minimierung der Bildung anderer Schadstoffe beschrieben. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man ein die Stickstoffoxide reduzierendes Behandlungsagens dem Abstrom zufuehrt (ueblicherweise durch Injektin), und zwar gemaess einer die Stickstoffoxide verringernden Behandlungsweise unter solchen Bedingungen, dass das Behandlungsagens auf der Hochtemperatur- oder rechten Seite seiner Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurve arbeitet, und insbesondere auf der Hochtemperatur- oder rechten Seite des Kurvenplateaus.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung von Stickstoffoxiden (NO_x) in Abströmen, insbesondere den sauerstoffreichen Abgasen, der Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes bei gleichzeitiger Minimierung der Bildung anderer Schadstoffe, wie z. B. Ammoniak (NH₃) und/oder Kohlenmonoxid (CO).

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Kohlenstoffhaltige Brennstoffe können so gemacht werden, daß sie vollständiger verbrennen und mit einer verringerten Emission von Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen, wenn die verwendeten Sauerstoffkonzentrationen und Luft/Brennstoff-Verhaiinisse so sind, daß sie hohe Flammentemperaturen erlauben. Wenn fossile Brennstoffe in suspensionsgefeuertcn Heizkesseln verwendet werden, wie in großen Kesseln für die öffentliche Versorgung (utility boilers), werden Temperaturen von über etwa 2000⁰F (1093°C), und typischerweise etwa 2 200°F (1 204⁰C) bis etwa 3000⁰F (1648°C) erzeugt. Unglücklicherweise tendieren solche hohen Temperaturen sowie auch heiße Zonen höherer Temperaturen dazu, die Bildung von thermischen NO» zu verursachen, weil die Temperatui en co hoch sind, daß freie Radikale von Sauerstoff und Stickstoff gebildet werden und sich als Stickstoffoxide vereinigen. Stickstoffoxid«} können sich sogar in zirkulierenden Fließbett-Heißkesseln bilden, die bei Temperaturen betrieben werden, die typischerweise von 1300⁰F (704⁰C) bis 1 700°F (926⁰C) reichen.

Stickoxide sind lästige Schadstoffe, die in den Verbrennungsabgasströmen von Heizkesseln gefunden werden, wenn sie wie oben beschrieben beheizt werden, und stellen einen Großteil der Reizstoffe in Smog dar. Es wird weiter angenommen, daß Stickoxide durch eine Serie von Reaktionen in Gegenwart von Sonnenlicht und Kohlenwasserstoffen einem Verfahren unterliegen können, das als photochemische Smogbildung bekannt ist. Darüber hinaus stellen Stickstoffoxide einen signifikanten Beitrag zum «Suren Regen dar.

Unglücklicherweise m-.öhen die Temperaturen innerhalb eines suspensir nsbefeuerten oder zirkulierenden Fließbett-Heizkessels die' irioten üblichen Verfahren zur Verringerung der No_x-Konzentrationen, wie z. B. Abstromwäsche oder Katalyse". -^iCdr, entweder unwirtschaftlich, unbrauchbar oder beides, insbesondere in Kombination mit der Notwendigkeit, die Bildung anderer Schadstoffe, wie z.B. Ammoniak (NH₃) und/oder Kohlenmonoxid (CO) zu minimieren. Verfahren und Zusammensetzungen für die Verringerung von Stickstoffoxiden in einem Abstrom der Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes wurden während der letzten Jahre weit verbreitet entwickelt. Mit der wachsenden Aufmerksamkeit gegerüber den Gesundheitsrisiken und dci Umweltschädigung, die durch Einflüsse wie Smog und saurer Regen verursacht wer Jen, ist zu erwarten, daß die Forschungen zur NO_x-Verringerung weiterverfolgt werden. In derVergangenheii haben sich die meisten Verfahren zur Verringerung des Gehaltes an Stickoxiden darauf konzentriert, ein Maximum der NO_x-Verringerung zu erreichen, ohne die Problerne zu berücksichtigen, die durch die Bildung anderer Schadstoffe auftreten, wie z. B. von Ammoniak und Kohlenmonoxid. In jüngster Zeit beschreiben Epperly, Peter-Hoblyn, Shulof und Sullivan in der US-Patentanmeldung mit dem Titel „Multi-Stage Process for Reducing the Concentration of Pollutants in an Effluent", mit der Serial No.022,716, angemeldet am 6. März 1987, in einer einzigen Anmeldung über Prinzipien der NO_x-Verringerung, ein Verfahren, mit dem durch ein Mehrstufen-Injektionsverfahren eine wesentliche Verringerung von NO_x ohne Bildung einer größeren Menge anderer Schadstoffe erreicht werden kann. Das beschriebene Verfahren betrifft aber mehr die Erhaltung eines geringen Gehaltes an anderen Schadstoffen als die Erzielu ig einer maximalen Verringerung an Stickoxiden, weil jede Injektion so ausgestaltet ist, daß sie nicht die NO_x-Verringerung maximiert, sondern die Bildung anderer Schadstoffe minimiert. Obgleich zur Verringerung des Gehaltes an Stickoxiden in einem Abstrom wirksam, zeigt die Tatsache, daß die NO_x-Verringerung bei jeder Injektion nicht maximiert ist, an, daß weitere Verringerungen möglich sind. Darüberhinaus wird auch im Stand der Technik, der Verfahren beschreibt, die zu einer verringerten Bildung anderer Schadstoffe führen könnten, me'stens unter relativ statischen Bedingungen gearbeitet, und Änderungen der Abstrombedingungen, wie z. B. Veränderungen der Abstromtemperatur bei veränderter Beschickung, die oft beobachtet werden, werden nicht berücksichtigt oder kompensiert.

Zjel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, das eine maximale Verringerung von Stickoxiden ohne Bildung wesentlicher Mengen anderer Schadstoffe unter praktischen Abstrombedingungen ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Technologie zu entwickeln, mit der eine maximale Verringerung von Stickoxiden ohne Bildung wesentlicher Mengen anderer Schadstoffe unter praktischen Abstrombedingungen möglich ist. Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe und ermöglicht die Kontrolle von NO_x zusammen mit anderen Schadstoffen unter sich verändernden sowie konstanten Beschickungsbedingungen in einer Weise und in einem Ausmaß, das niemals vorher erreichbar war. Gemäß einem Aspekt unfaßt das Verfahren die Einführung (meistens durch Injektion) eines NO_x-reduzierenden Behandlungsagens in einen Abstrom ger.^äß einer Behandlungsweise zur NO„-Verringerung unter Bedingungen, daß Jas Behandlungsmittel auf der Hochtemperatu. - od^c r -.echten Seite seiner Kurve der Stickstoffoxidverringerung gegen Abstromtemperatur wirkt, insbesondere auf der Hochtemperatur- oder rechten Seite des Kurvenplateaus.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine signifikante Verringerung des Gehaltes an Stickoxiden zu erreichen ohne Bildung wesentlicher Mengen anderer Schadstoffe, indem man eine Behandlungsweise durchführt, während man die Bedingungen des Abstroms überwacht und, wenn eine Veränderung im Zustand des Abstroms beobachtet wird, die Behandlungsweise durch Veränderung einer oder mehrerer Parameter der Behandlungsweise regelt, um eine berichtigte Behandlungsweise zu bewirken, die auf der Kurve der Stickoxidverringerung gegen die Abstromtemperatur weiter rechts ist als die ursprünglich durchgeführte öehandlungsweise auf seiner Kurve der Stickoxidverringerung gegen die Abstromtemperatur. Eine weitere Aufgabe d6r vorliegenden Erfindung ist es, signifikante Verringerungen im Gehalt der Stickoxide zu erreichen ohne Bildung wesentlicher Mengen anderer Schadstoffe, indem man die Kurven der Verringerung der Stickoxide gegen die Abstromtemperatur für jede einer Mehrzahl von Behandlungsweisen bestimmt und die Behandlungsweise durchführt, die unter den vorhandenen Abstrombedingungen im Vergleich zu den übrigen am weitesten auf der rechten Seite der Kurve liegt. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine signifikante Verringerung der Stickoxidgehalte ohne Bildung wesentlicher Mengen anderer Schadstoffe zu erzielen, durch Durchführung einer Behandlungsweise und Regelung der Position der Einführung der Behandlungsweise, um die durchzuführende Einführung bei einer verschiedenen Temperatur des Abstroms zu verursachen und dabei die Behandlungsweise mehr in Richtung der rechten Seite des Plateaus der Kurve Stickoxiüverringerung gegen Temperatur des Abstroms zu bewirken.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine signifikante Verringerung der Stickoxidgehalte ohne Bildung wesentlicher Mengen anderer Schadstoffe zu erzielen, durch Durchführung einer Behandlungsweise unter Bedingungen, die die Verringerung der Stickstoffoxidkonzentration im Abstrom verringern, und dann eine oder mehrere Parameter der Behandlungsweise zu verändern, um die Behandlungsweise gegen die rechte Seite des Kurvenplateaus Stickoxidverringerung gegen Temperatur des Abstroms zu verschieben.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine signifikante Verringerung der Stickoxidgehalte ohne Bildung wesentlicher Mengen anderer Verunreinigungen zu erzielen durch Durchführung einer Behandlungsweise, Bestimmen der Position auf ihrer Kurve der Stickoxidverringerung gegen die Temperatur des Abstroms, bei der die Behandlungsweise durchgeführt wird, und Varianten einer oder mehrerer Parameter der Behandlungsweise, so daß die variierte Behandlungsweise auf ihrer Kurve der Verringerung der Stickoxide gegen die Temperatur des Abstroms weiter auf der rechten Seite durchgeführt wird.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine signifikante Verringerung der Stickoxidgehalte ohne Bildung wesentlicher Mengen anderer Schadstoffe zu erzielen durch Durchführung einer Behandlungsweise und Variation einer oder mehrerer Parameter der Behandlungsweise, um die Reaktion oder Serie von Reaktionen, durch welche die Behandlungsweise die Stickoxide reduziert, in Richtung einer Verringerung der Bildung anderer Schadstoffe zu führen, während im wesentlichen das Ausmaß der Verringerung der Stickoxide gleichgehalten wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine signifik inte Verringerung der Stickoxidgehalte ohne Bildung wesentlicher Mengen anderer Schadstoffe zu erzielen durch Durchfü irung einer Behandlungsv/eise unter Überwachung der Betriebobeschickung des Heizkessels und Veränderung einer oder mehrerer Parameter der Behandlungsweise, wenn eine signifikante Veränderung in der Heizkesselbeschickung beobachtet wird, um eine berichtigte Behandlungsweise zu bewirken. Ein weiterer Gegenstand dor vorliegenden Erfindung ist es, eine signifikante Verringerung der Stickoxidgehalte ohne Bildung wesentlicher Mengen anderer Schadstoffe zu erzielen, durch Durchführung einer Behandlungsweise unter Bedingungen, bei denen die Behandlungsweise auf ihrer Kurve der Stickoxidverringerung gegen die Temperatur des Abstroms an einer Stelle auf der rechten Seite des Kurvenplateaus durchgeführt wird, und Regelung einer oder mehrerer Parameter der Behandlungsweise, um die eingestellte Behandlungsweise gegen das Kurvenplateau verschoben durchzuführen.

Ein weiterer Gegens;and der vorliegenden Erfindung ist es, den Zustand des Abstroms zu bestimmen durch Durchführung einer Behandlungsweise, Messen des Zustandes des Abstroms und, bezogen auf die Kurve der Stickoxidreduktion gegen die Temperatur des Abstroms, Bestimmung des Zustandes des Abstroms, bevor die Behandlungsweise durchgeführt wu^rde.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Diese und andere Aufgabenstellungen v/erden beschrieben und die vorliegende Erfi/.dung besser verstanden und ihre Vorteile durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung offensichtlicher, insbesondere unter Berücksichtigung der anhängenden Zeichnungen, worin bedeuten:

Fig. 1 und1 a: stellen graphisch die Ergeonisse des Beispiels I dar;

Fig. 2: stellt graphisch die Ergebnisse der Beispiele Il a, Il b und Il c dar;

Fig. 3 a-c: stellen graphisch die Ergebnisse der Beispiele III a, III b und III c dar; Fig. 3 d-f: stellen graphisch die Ergebnisse der Beispiele III a, III b und IHc, wie sie nachfolgend beschrieben werden, dar;

und Fig. 4: stellt graphisch die Ergebnisse des Beispiels IV dar.

Definitionen

Wie in dieser Beschreibung verwendet, bedeuten die Ausdrücke: „Kurve der Stickoxidreduktion gegen die Temperatur des Abstroms" bezieht sich auf eine Aufzeichnung von Datenpunkten, die erhalten wurden durch Durchführung einer Behandlungsweise durch Einführen eines Behandlungsagens in einen Abstrom in einem Bereich von Temperaturen des Abstroms und Messung der Stickoxidreduktion bei jeder Einführungstemperatur (und normalerweise in Prozent der Basislinie ausgedrückt);

„Kurvenplateau" bezieht sich auf die Region der Kurve der Stickoxidreduktion gegen die Temperatur des Abstroms, wo die NOy Reduktion über einen Bereich von Temperaturen wesentlich maximiert ist und vorzugsweise mindestens zwei Datenpunkte umfaßt (selbstverständlich wird ein Fachmann feststellen, daß ein Kurvenplateau wegen der „Datenstreuung" und anderer praktischer Effekte der Datenbildung nicht notwendigerweise flach ist);

„Seite hoher Temperatur" oder „rechte Seite" bezieht sich auf irgendeinen Punkt der Kurve der Stickoxidreduktion gegen die Temperatur des Abstroms, der die erzielte Reduktion darstellt, wenn eine Behandlungsweise bei einer höheren Temperatur als die ursprüngliche Temperatur, bei der eine Behandlungsweise durchgeführt ν /urde, durchgeführt wird;

„Behandlungsweise" bezieht sich auf die Einführung (zum Beispiel durch Injektion) eines Behandlungsmittels in einen Abstrom und die Bedingungen, unter denen das Behandlungsagens eingeführt wird, wie z. B. die Komponenten des Behandlungsagens (unter welchen Bestandteile oder chemische Formulierungen des Behandlungsagens verstanden werden), die Verdünnung des Behandlungsagens (unter welcher die Konzentration der Komponenten des Behandlungsagens verstanden wird, wenn das verwendete Behandlungsagens eine Lösung darstellt), die relative Gegenwart von Komponenten des Behandlungsagens (worunter das relative Gewichtsverhältnis oder Bruchteile der Komponenten, die die chemische Formulierung, die das Behandlungsagens aufbaut, verstanden wird), usw.;

„Behandlungsagens" bezieht sich auf eine Zusammensetzung, die mindestens ein chemisches Reduktionsmittel umfaßt, d.h.

eine Schadstoffe reduzierende Chemikalie, die zur Reduktion von NO_x, Schwefeloxiden (SO_x) und anderen Schadstoffen fähig ist, indem sie eine Reaktion erleichtert (der Ausdruck „Reaktion" ist so zu verstehen, daß er sich auf eine einzelne Reaktion oder eine Serie von Reaktionen bezieht), und vorzugsweise mit einem Lösungsmittel;

„Abstrom-Zustand" oder „Zustand des Abstroms" bezieht sich auf den bestehenden Zustand irgendeines oder mehrerer Parameter, die dazu verwendet werden können, um den Abstrom zu charakterisieren, wie z. 3. Temperatur, Stickoxidgehalt, Ammoniakgehalt, Kohlenomoxidgehalt, Gehalt an überschüssigem Sauerstoff, Schwefelovjogehalt, usw.; „normalisiertes stöchiometrisches Verhältnis" (NSR) bezieht sich auf das Verhältnis der Konzentration von reduzierenden Radikalen, wie z.B. NH_X-Radikalen (es wird angenommen, daß die NH_X-Radikale, worin χ eine ganze Zahl ist, die von dem Behandlungsmittel beigesteuerte Struktureinheit ist, die die Serie der Reaktionen, die in r'nem NO_x-Abbau resultieren, erleichtern) zu der Konzentration der Stickoxide im Abstrom, und kann ausgedrückt werden als [NH_X]/[NO„] (alternativ kann das Molverhältnis des Behandlungsagens zur NO_x-Konzentration anstelle von NSR verwendet werden, wenn die Chemie der Reduktion nicht gut definiert ist; es wird auch verstanden, daß der hier verwendete Ausdruck NSR das Molverhältnis umfaßt, wenn dies zweckmäßig ist);

„oxygenierter Kohlenwasserstoff" bezieht sich auf einen Kohlenwasserstoff, der Sauerstoff oder eine Sauerstoff enthaltende Gruppe enthält;

„Zucker" bezieht sich auf eine Anzahl brauchbarer Saccharid-Materialien, die dazu fähig sind, die NO_x-Konzentration in einem Abstrom unter den hier beschriebenen Bedingungen zu verringern, einschließlich nicht reduzierender und reduzierender wasserlöslicher Monosaccharide und der reduzierenden und nicht reduzierenden Polysaccharide und ihrer Abbauprodukte, wie

z. B. Pentosen, einschließlich Aldopentosen, Methylpentosen, Ketopentosen, wie z. B. Xylose und Arabinose, Deoxyaldosen, wie Rhaminose, Hexosen und reduzierender Saccharide, wie Aldohexosen, wie z. B. Glukose, Galactose und Mannose, Ketohexosen, wie Fructose und Sorbose, Disaccharide, wie Lactose und Maltose, nicht reduzierende Disaccharide, wie Sucrose und andere Polysaccharide, wie z. B. Dextrin und Raffinose, hydrolysierte Stärken, die als ihre Bestandteile Oligosaccharide enthalten, und wasserdispergierbare Polysaccharide;

„Aminosäure" bezieht sich auf irgend eine organische Säure, in der mindestens ein Teil des nicht aziden Wasserstoffs durch eine oder mehrere Aminogruppen ersetzt ist, und die deshalb sowohl basische ηIs auch saure Eigenschaften zeigen; „Protein" bezieht sich auf eine polymere Verbindung, die die Polymerisations- oder Kondensationsprodukte von Aminosäuren umfaßt;

„entrahmte Milch" bezieht sich auf Milch, in der einiges oder alles Fett entfernt ist; und „Milchpulver" bezieht sich auf nicht fette Trockenmilch, die im Handel erhältlich ist als Carnation Instant Non-Fat Dry Milk, von Carnation Company of Los Angeles, Kalifornien.

Behandlungsagentien

Geeignete Behandlungsagentien, von denen es bekannt ist, daß sie bei der Reduktion von Stick^dden wirken, umfassen wäßrige Lösungen von Harnstoff oder Ammoniak, oder gasförmigen Ammoniak, wie sie in der gleichzeitig anhängenden US-Fatentanmeldung mit dem Titel „Reduktion von Schadstoffen auf der Basis von Stickstoff und Kohlenstoff durch Verwendung von Harnstofflösungen" mitderSerien-Nr.784826, angemeldet im Namen von Bowers am 4. Oktober 1985; der gleichzeitig anhängenden US-Patentanmeldung mit dem Titel „Reduktion von Schadstoffen auf der Basis von Stickstoff unter Verwendung von Harnstofflösungen, die oxygenierte Kohlenwasserstofflösungsmittel enthalten" mit der Serien-Nr.784828, angemeldet im Namen von Bowers am 4. Oktober 1985; und US-Patent Nr. 3 900 554-,Lyon), beschrieben werden, wobei die Offenbarungen jeder dieser genannten Schriften durch die Bezugnahme Bestandteile dieser Beschreibung sind.

Die Verwendung von Behandlungsmitteln, die andere Zusammensetzungen umfassen, wie z. B. Hexamethylentetramin (HMTA), Ethylenglykol, Furfural, Kohlenwasserstoffe, Zucker, Milch oder entrahmte Milch, Aminosäuren, Proteine und Monoethanolamin, wird als wirksam bei der Reduktion von Stickstoffoxiden in einem Abstrom in Kombination mit wäßrigen Lösungen von Harnstoff oder Ammoniak in einigen Beschreibungen genannt. Umfaßt werden die gleichzeitig anhängige US-Patentanmeldung mit dem Titel „Reduktion von Schadstoffen auf der Basis von Stickstoff und Kohlenstoff" mit dar Se. ien-Nr.906671, angemeldet am 6.September 1986 in Namen von Bowers. Andere Offenbarungen, die die Verwendung solcher Zusammensetzungen lehren, umfassen die anhängige US-Patentanmeldung mit dem Titel „Verfahren zur Reduktion von Stickoxiden in einem Abstrom" mit der Serien-Nr. 014431, angemeldet am 13. Februar 1987 im Namen von Epperly und Sullivan; die gleichzeitig anhangige US-Patentanmeldung mit dem Titel „Verfahren zur Reduktion von Stickoxiden in einem Abstrom unter Verwendung eines heterocyclischen Kohlenwasserstoffes" mit der Serien-Nr. 25493, angemeldet am 13. März 1987 im Namen von Epperly und Sullivan; die gleichzeitig anhängige US-Patentanmeldung mit dem Titel .,Verfahren zur Reduktion von Stickoxiden in einem Abstrom unter Verwendung von Zucker" mit der Serien-Nr. 25350, ar gemeldet am 13. März 1987 im Namen von Epperly und Sullivan; und die gleichzeitig abhängige US-Patentanmeldung mit dem Tite! „Verfahren zur Reduktion von Stickoxiden in einem Abstrom unter Verwendung eines Hydroxyaminokohlenwasserstoffs" mit der Serien-Nr.039013, angemeldet am 15. April 1987 im Namen von Sullivan und Epperly, wobei die Offenbarungen jeder dieser genannten Schriften durch die Bezugnahme Bestandteil dieser Beschreibung ist.

Andere Behandlungsagentien, die in einen Abstrom injiziert werden können, um den Gehalt der Stickoxide in dem Abstrom unter bestimmten Bedingungen zu reduzieren, umfassen Kohlenwasserstoffe, wie z. B. einen oxygenierten Kohlenwasserstoff, einen nitrogenierten Kohlenwasserstoff, wie z.B. einen Hydioxyaminokohlenwasserstoff oder Wasserstoffperoxid, offenbart in der gleichzeitig anhängenden US-Patenanmeldung mit dem Titel „Verfahren zur Reduktion von Stickoxiden in einem Abstrom

unter Verwendung eines Kohlenwasserstoffs oder Wasserstoffperoxid" mit der Serien-Nr.022799, angemeldet am 6. März 1987 in Namen von Sullivan, wobei die Offenbarung dieser Schrift durch die Bezugnahme Bestandteil diese, Beschreibung ist.

Beste Ausführungsform der Erfindung

Die Kurve der Stickoxidreduktion gegen die Temperatur des Abstroms umfaßt für eine Behandlungsweise ein Kurvenploteau, das, wie oben beschrieben, anzeigt, wo die NO_(x-Reduktion, die durch die Behandlungsweise bewirkt wird, maximiert ist und daß ein solches Maximum im wesentlichen über einen Bereich von Temperaturen des Abstroms aufrechterhalten wird. Eine beispielhafte Kurve für die Reduktion der Stickoxide gegen die Temperatur des Abstroms für eine Behandlungsweise, wie sie als wirksame Stickoxide reduzierende Behandlungsweise beschrieben ist, ist in Figur 1 wiedergegeben. Figur 1 zeigt die Kurve der Stickoxidreduktion gegen die Temperatur des Abflusses für eine Behandlungsweise, die ein Behandlungsagens umfaßt, das 10Gew.- % Harnstoff, 4Gew.-% Hexamethylentetramin bnd 10Gew.-% Furfural umfaßt, das in einen Abstrom mit einer Geschwindigkeit von 300ml/h injiziert wird und bei einem Sauerstoffüberschuß im Abstrom von 3 Vol.-%. Das Kurvenplateau der Figur 1 zeigt die Reduktion der Stickstoffoxide, die durch die beschriebene Behandlungsweise zwischen den Temperaturen des Abstroms von 1 53O⁰F und 1680°F (832°C u,id 916⁰C) erreicht wird (der Fachmann erkennt, daß abhängig von normalen experimentellen Veränderungen das Kurvenplateau, und damit die Kurve der Reduktion der Stickoxide gegen riie Temperatur des Abstroms selbst, für irgendeine gegebene Behandlungsweise kleine Abweichungen zeigt, immer dann, wenn es sich um experimentelle Abweichungen handelt). Es ist ersichtlich, daß dieser Temperaturbereich die maximale Reduktion der Stickoxide für diese Behandlungsweise darstellt.

Es ist aber nicht genug, bloß die Reduktion der Stickoxide zu maximieren. Beachtlich ist nicht nur der Stickoxidgehalt im Abstrom, sondern auch der Gehalt anderer Schadstoffe, wie z. B. von Ammoniak und Kuhlenmonoxid, die oft in dem NO_x-reduziertnden Verfahren gebildet werden. Wenn z. B. die NO_x-Reduktion unter Verwendung eines Behandlungsagens erzielt wird, das Harnstoff oder Ammoniak allein umfaßt, wird Ammoniak gebildet, während, wenn die NO_x-Reduktion unter Verwendung eines Behandlungsagens erreicht wird, das Harnstoff oder Ammoniak zusammen mit einem beschriebenen Verstärker enthält, oder unter Verwendung eines Kohlenwasserstoff-Behandlungsagens, Ammoniak und Kohlenmonoxid gebildet werden. Die Gegenwart von Ammoniak im Abstrom sollte vermieden werden, weil, unter anderen Gründen, dieser mit SO₃" reagieren kann, um Ammoniumbisulfat zu bilden, das die Wärmeaustauschoberflächen in einem Kessel verschmutzen kann. Darüber hinaus hat Ammoniak nachteilige Wirkung auf die Qualität der umgebenden Luft, wie auch Kohlenmonoxid. Wenn die Maximierung des Stickoxidgehaltes die Bildung signifikanter Mengen anderer Schadstoffe mit sich bringt, dann ist eine solche Maximi rung nicht produktiv. Wie vorstehend besprochen, wurde nach dem Stand der Technik versucht, dies zu berichtigen, indem man nur den Grad an Stickoxidreduktion bewirkt, der ohne Bildung anderer Schadstoffe erzielt werden kann. Überraschenderweise wurde nun ein Verfahren zur Maximierung d'jr Reduktion der Stickoxide bei gleichzeitiger Minimierung der Bildung anderer Schadstoffe gefunden. Es wurde festgestellt, daß das Arbeiten auf de r Hochtemperatur- oder rechten Seite der Kurve der Reduktion der Stickoxide gegen die Temperatur des Abstroms einer Behandlungsweise die Produktion anderer Schadstoffe, wie z. B. Ammoniak und Kohlenmonoxid, wesentlich verringert. Tatsächlich wurde gefunden, daß das Arbeiten am Kurvenplateau der Kurve der Reduktion der Stickoxide gegen die Temperatur des Abstroms an jedem Punkt, der weiter rechts als nach dem gegenwärtigen Verfahren ist, die Bildung anderer Schadstoffe verringert, während das Maximum der Reduktion der Stickoxide erhalten bleibt.

Dieses überraschende und vorteilhafte Ergebnis wird zutreffend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 1 ti gezeigt, die die Ergebnisse des Beispiels I graphisch darstellen. Wie vorstehend besprochen, zeigt die Figur 1 die Kurve der Reduktion der Stickoxide gegen die Temperatur des Abstroms für eine Behandlungsweise, die wirksam ist zur Reduzierung des Gehaltes an Stickoxir' Ή einen Abstrom aus der Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffs. Die Figur 1 a zeigt die gleiche Kurve der R .ukti ¹T Stickoxide gegen die Temperatur des Abstroms und überlagert damit die Gehalte an Ammoniak und Kohl im< die bei jedem Punkt auf der Kurve beobachtet wurden. Es ist ersichtlich, daß, obwohl die Reduktion von NO_x

über ι Kuι ν plateau maximiert ist (d.h., Injektion im Temperaturbereich des Abstroms von etwa 1 53O⁰F bis etwa 1680°F (832⁰C b. . d 916⁰C), eine Durchführung der Injektion weiter rechts auf dem Kurvenplateau (d. h. bei höheren Temperaturen im Temperaturbereich des Plateaus) zu einer wesentlichen Verringerung der Bildung von Ammoniak und Kohlenmonoxid führt. Eine Durchführung weiter rechts auf der Kurve kann in einer von zwei Verfahrensweisen erreicht werden. Erstens kann die Position auf der Kurve, bei der die verwendete Verfahrensweise durchgeführt wird, weiter nach rechts verschoben werden durch Durchführung der Behandlungsweise bei einer höheren Temperatur des Abstroms. Unter Bezugna ime auf Figuren 1 und 1 a kann leicht erkannt werden, daß die Durchführung der Behandlungsweise bei einer höheren Abstre ntemperatur die Position der Durchführung auf der Kurve weiter nach rechts verschiebt, wobei die Bildung der anderen Schadstoffe unter Aufrechterhalten der maximalen Reduktion der Stickoxide verringert wird.

Die Durchführung der Behandlungsweise bei einer höheren Abstromtemperatur kann erreicht werden durch Durchführen der Eingabe dos Behandlungsagens an einer Stelle, wo die Abstromtemperatur höher ist, d. h. an einer Stelle stromaufwärts (oder näher zur Flammenzone) von der ursprünglichen Stelle der Eingabe..Diese Methode zur Durchführung der Behandlungsweise bei einer höheren Abstromtemperatur kann oftmals unpraktisch sein, weil der Zugang zum Kesselinneren oft auf bestimmte Punkte begrenzt ist, abhängig von Wasserrohren u„w. Die Zugabe an einer Stelle, wo die Abstromtemperatur ein gewünschtes Niveau besitzt, ist deshalb oftmals nicht möglich. Die Durchführung bei einer viel höheren Abstromtemperatur kann die Position der Durchführung auf der Kurve zu weit nach rechts vom Plateau verschieben, wobei die NO_x-Reduktion abnimmt. Eine Veränderung der Betriebsbeschickung des Kessels (d. h. der Brennstoffzugaberate) wird auch eine Veränderung in der Abstromtemperatur verursachen und kann, zumindest theoretisch, zur Erhöhung der Abstromtemporatur an der Stelle der Eingabe des Behandlungsagens durch Erhöhung der Betriebsbeschickung verwendet werden. In der Praxis ist jedoch eine Veränderung der Heizkesselbetriebsbeschickung nicht bevorzugt, weil der Zustand des Abstroms in mehr als dem Tempenturparameter verändert wird, wie dies weiter unten mehr detailliert besprochen wird. Zusammen mit der Abstromtemperatur wird der Gehalt an Stickoxiden sowie andere Parameter, wie der Gehalt an Ammoniak und Kohlenmonoxid, geändert. Weiter wird gewöhnlich die Heizkesselbetriebsbeschickung bei einem bestimmten Niveau gehalten, um einen spezifischen, gewünschten Ausstoß zu erhalten, und ist nicht als Faktor verfügbar, der zur Erreichung der NO_x-Reduktion verändert werden kann.

Die zweite Methode für das Arbeiten weiter rechts auf der Kurve besteht darin, einen oder mehrere der Parameter der durchgeführten Behandlungsweise zu variieren. Der variierte Parameter kann z. B. die Komponenten des Behandlungsagens darstellsn, die Verdünnung des Behandlungsagens in Lösung, mit Miner begleitenden Variation in der Zugabegeschwindigkeit des Behandlungsagens, um den NSR-Wert der Behandlungsweise aufrechtzuerhalten (wie vorstehend besprochen, bezieht sich NSR auch, wenn dies gegeben ist, auf das Molverhältnis des Behandlungsrgans zum Basislinien-Gehalt an Stickoxiden), die relative Gegenwart von Behandlungsagens-Komponenten, oder Kombinationen der obigen Maßnahmen. Bei Veränderung der Parameter der Behandlungsweise wird die ursprüngliche Kurve der Reduktion der Stickoxide gegen die Abstromtemperatur ersetzt durch die Kurve der Stickoxidreduktion gegen die Abstromtemperatur für die variierte Behandlungsweise. Die Auswahl das (der) zu verändernden Parameter, und die Art und Weise, mit der sie variiert werden, kann die ursprüngliche Kurve durch eine Kurve ersetzen, die nach links „verschoben" ist, wobei die Durchführung auf der verschobenen Kurve in eine Position kommt, die weiter rechts liegt.

Diese Methode zur Veränderung der Behandlungsweise, um weiter rechts auf der Kurve zu arbeiten, wird unter Bezugnahme auf Figur2 veranschaulicht, die die Ergebnisse des Beispiels Il graphisch darstellt. Die Figur 2 stellt das Kurvenplateau der Stickoxidreduktion gegen die Abstromtemp "ratur für drei Behandlungsweisen dar, die jeweils umfassen: Einführung eines Behandlungsagens in einen Abstrom über einen Bereich von Abstromtemperaturen und bei einer Einführungsgeschwindigkeit von 300ml/h, und einem Überschuß an Sauerstoff von 3,0Vol.-%. Das für die erste Behandlungsweise eingeführte Behandlungsagens umfaßt eine wäßrige Lösung von 10% Harnstoff und 15% Furfural; das Behandlungsagens für die zweite Behandlungsweise umfaßt eine wäßrine Lösung von 10% Harnstoff; und das Behandlungsagens, das für die dritte Behandlungsweise eingeführt wird, umfaßt eine wäßrige Lösung von 10% Harnstoff und 15%Ethylenglykol. Es ist leicht zu erkennen, daß die Variation der Behandlungsweise durch Veränderung der Komponenten des Behandlungsagens unter den drei veranschaulichten ßehandlungsagentien die Kurve verschieben oder verändern kann, und es deshalb ermöglicht, die Behandlungsweise auf der rechten Seite der Kurve durchzuführen.

Wenn zum Beispiel die durchgeführte Behandlungsweise ein Behandlungsagens umfaßt, das nine wäßrige Lösung von 10% Harnstoff ist, und die Abstromtemperatur an der Behandlungsstelle 1755°F (957°C) beträgt, wobei man gegen die linke Seite des Kurvenplateaus der Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurve der Behandlungsweise durch Veränderung der Komponenten deo Behandlungsagens durch Injektion von 15% Furfural mit dem 10%igen Harnstoff die ursprüngliche Kurve durch eine Kurve ersetzt, bei der die Eingabe bei derTemperatur des Abstroms weiter gegen die rechte Seite des Kurvenplateaus verschoben arbeitet. Auf die gleiche Art wird, wenn die durchgeführte Behandlungsweise ein Behandlungsagens umfaßt, das eine wäßrige Lösung von 10% Harnstoff und 15% Furfural ist, und die Abstromtemperatur am Punkt der Zugabe 1665⁰F (907 ⁰C) beträgt, wobei man nahe dem Mittelpunkt des Kurvenplateaus der Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurve der Behandlungsweise arbeitet, durch Veränderung der Behandlungsweise in der Art, daß das Behandlungsagens so verändert wird, um die 15% Furfural durch 15%Ethylenglykolzu ersetzen, die ursprüngliche Kurve durch eine Kurve ersetzt, bei der die Zugabe bei einer Abstromtemperatur durchgeführt wird, die weiter gegen die rechte Seite des Kurvenplateaus verschoben ist. Natürlich schließen sich die beiden Verfahren, um erfindungsgemäß weiter rechts auf dem Kurvenplateau zu arbeiten, nicht gegenseitig aus, sondern können tatsächlich kombiniert werden. Mit anderen Worten kann die Abstromtemperatur zusammen mit einem oder mehreren Parametern der Behandlungsweise verändert werden. Obgleich es möglich ist, die Durchführung der Behandlungsweise auf ihrem Kurvenplateau weiter nach rechts zu verschieben, indem man die Behandlungsweise bei einer höheren Temperatur durchführt (d. h., durch Injektion an einer Stelle, wo die Abstromtemperatur höher ist), ist es, wie dies vorstehend besprochen wurde, wahrscheinlicher, daß durch die zweite der beiden beschriebenen Methoden die NO„-Reduktion maximiert wird, während die Bildung anderer Schadstoffe minimiert wird, d. h., durch Veränderung einer oder mehrerer Parameter der Behandlungsweise. Die Einstellung (oder Variation) der Behandlungsweise wird durchgeführt, um die Reaktion, bei der das Behandlungsagens die Reduktion von NO_x erleichtert, gegen die rechte Seite des Kurvenplateaus zu verschieben. Wie vorstehend besprochen, dient die Variation einer oder mehrerer Parameter der Behandlungsweise dazu, um eine berichtigte (oder neue) Behandlungsweise zu schaffen, die eine verschiedene (oder verschobene) Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurve, verglichen mit der ursprünglichen Behandlungsweise, besitzt. Durch vorherige Analyse möglicher Behandlungsweisen und Kenntnis ihrer Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurven kann man die Behandlungsweise bestimmen, die, wenn sie anstelle der ursprünglichen Behandlungsweise durchgeführt wird, auf ihrer Kurve weiter nach rechts verschoben arbeitet, als dies die ursprüngliche Behandlungsweise auf ihrer Kurve tut. Tatsächlich kann man vorhersagen, welche auf dem Kurvenplateau am weitesten rechts unter den besonderen Bedingungen, bei denen die Injektion gewünscht wird (d. h. die Abstromtemperatur und die Stelle der Injektion) arbeiten wird.

Weiter erlaubt, wenn die Abstromtemperatur an der Stelle der Injektion bekannt ist, eine vorherige Kenntnis der Kurven der Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur von verfügbaren Behandlungsweisen eine anfängliche Auswahl der Behandlungsweise, die am weitesten rechts arbeitet, während man auf dem Kurvenplateau bleibt, wobei die Notwendigkeit der Variation irgendeines der Parameter entfällt.

Wie zum Beispiel in den Figuren 3a-3c veranschaulicht, die graphisch die Ergebnisse der Beispiele Wa-IIIc darstellen, kann die Kurve der Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur für eine Vielzahl von Behandlungsweisen dargestellt werden, wie z. B. von wäßrigen Lösungen, die 10Gew.-% Harnstoff und wechselnde Mengen Ethylenglykol umfassen, die in einen Abstrom über einen Bereich von Abstromtemperaturen und mit einer Einspeisungsrate von 300 ml/h und einem Überschuß ve η Sauerstoff von 3 Vol.-% eingebracht werden. Die Daten, die die Darstellungen umfassen, können dann verglichen werden, um zu bestimmen, welche e-findungsgemäße Behandlungsweise für den bestehenden Zustand des Abstroms bei der Stelle der Injektion durchgeführt werden sollte.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 3d-3f wird dies noch besser verständlich, die die Stickoxidreduktion, den Ammoniakgehalt und den Kohlenmonoxidgehalt für jede der drei Behandlungsweisen, die durch die Figuren 3a-3c dargestellt werden, bei drei besonderen Stellen der Abstromtemperaturen der Einführung graphisch darstellen. Wenn die AbstromtemperatL r bei der Stelle der Eingabe 1 560°F beträgt, ist die gewüischte Behandlungsweise deshalb die Behandlungsweise, die das Beh.'indlungsagens mit 15% Ethylenglykol umfaßt, wie die? in Figur 3d dargestellt wird. Wenn die Abstromtemperatur an aer Stelle der Eingabe 165ü°F beträgt, ist die gewünschte Behandlungsweise deshalb die Behandlungsweise, die. das Behandlungsagens mit

10% Ethylenglykol umfaßt, wie dies in Figur 3e dargestellt wird (die Behandlungsweise mit 15% Ethylenglykcl ist bei 1 65O⁰F nicht erwünscht, weil, obgleich Figur 3e anzeigt, dafi die Gehalte an Ammoniak und Kohlenmonoxid gering sind, die NO_x-Reduktion ebenfalls niedriger als das Maximum ist, was anzeigt, daß die Beha dlungsweise mit 15% Ethylenglykol auf der rechten Seite und außerhalb des Kurvonplateaus der Kurve der Stickoxidreduktin/Abstromtemperatur arbeitet). Wenn die Abstromtemperatur an der Stelle der Eingabe 1755⁰F beträgt, ist die gewünschte Behandlungsweise deshalb die Behandlungsweise, die das Behandlungsa,iens mit 5% Ethylenglykol umfaßt, wie dies in Figur 3f dargestellt wird, weil sowohl die Behandlungsweise mit 10% Ethylenglykol und mit 15% Ethylenglykol auf der rechten Seite und außerhalb des Kurvenplateaus arbeiten.

Ein weiterer vorteilhafter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dann gegeben, wenn für einen Abstrom aus der Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes gefordert wird, daß er nicht mehr als einen maximalen Grad eines anderen Schadstoffes enthält, wie z. B. von Ammoniak und/oder Kohlenmonoxid. Das erfindungsgemäße Verfahren kann verwendet werden, um die maximal mögliche NOvReduktion zu erreichen, oder einen gewünschten Grad der NO_x-ReQuI. tion, während der Grad solcher anderer Schadstoffe unter einem solchen maximalen Grad gehalten wird.

Das kann erreicht werden unter Verwendung des normalisierten stöchiometrischen Verhältnisses (NGR) der durchgeführten Behandlungsweise. Es ist zu erkennen, daß, wenn NSR einer Behandlungsweise ansteigt, die bewirkte Stickoxidreduktion durch diese Behandlungsweise ansteigt sowie auch die Bildung anderer Schadstoffe. Diese Tatsache kann dazu verwendet werden, um eine Behandlungsweise bei relativ niedrigem NSR durchzuführen, z.B. bei einem NSR von etwa 1,0 bis etwa 1,5, und auf der rechten Seite des Kurvenplateaus der Behandlungsweise (die Behandlungsweise kann auf der rechten Seite ihres Kurvenplateaus durch irgendeine der Methoden zur Durchführung einer Behandlungsweise auf der rechten Seite ihres Kurvenplateaus, die hier beschrieben sind, durchgeführt werden). Das NSR des Behandlungsagens kann dann erhöht werden (durch Erhöhung der Einspeisungsrate des Behandlungsagens), bis der maximale Grad des anderen Schadstoffes erreicht ist. Wenn mehr als ein anderer Schadstoff vorhanden ist, der einen maximalen Wert besitzt, kann das NSR erhöht werden, bis der erste dieser anderen Schadstoffe seinen maximalen Wert erreicht. Auf diese Weise kann die höchstmögliche NO_x-Reduktion erreicht werden, während der Abstrom in einem Zustand gehalten wird, der unterhalb des maximalen Gehaltes für andere Schadstoffe liegt.

Eine Behandlungsweise, die eine wäßrige Lösung von 10% Harnstoff und 15% Ethylenglykol umfaßt, zeigt, wenn sie in einen Abstrom mit einer Eingaberate von 300ml/h und einem Sauerstoffüberschuß von 3% eingebracht wird, zum Beispiel eine Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurve, die graphisch durch die Figur 3c dargestellt wird, die graphisch die Ergebnisse des Beispiels UIc darstellt. In bezug auf Figur 3c läßt sich feststellen, daß diese Behandlungsweise gegen die linke Seite ihrer Kurze bei einer Abstromtemperatur von 1555⁰F arbeitet, im Mittelabschnitt ihrer Kurve bei einer Abstromtemperatur von 1 625⁰F, und gegen die rechte Seite ihrer Kurve bei einer Abstromtemperatur von 1755⁰F (957⁰C).

Eine Erhöhung des NSR der Behandlungsweise bei diesen drei Punkten ergibt markant verschiedene Ergebnisse. Wie in Figur 4 dargestellt, die graphisch die Ergebnisse des Beispiels IV zeigt, ergibt eine Erhöhung von NSR, wenn die Behandlungsweise gegen die linke Seite ihrer Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur liegt, eine scharfe Erhöhung der gebildeten Ammoniak-Menge. Eine Erhöhung von NSR ergibt, wenn die Behandlungsweise im Mittelabschnitt der Kurve ist, ebenfalls eine relativ scharfe Erhöhung der Bildung von Ammoniak. Eine Erhöhung von NSR ergibt, wenn die Behandlungsweise auf dar rechten Seite ihrer Kurve liegt, eine allmähliche Erhöhung des gebildeten Ammoniakgehaltes. Die NO_x-Reduktion kann deshalb viel größer sein, wenn die Behandlungsweise auf der rechten Seite ihrer Kurve bewirkt wird, bevor ein maximaler Grad an Ammoniak erreicht wird.

Wie in Figur 4 dargestellt, ist für eine Behandlungsweise, die die Injektion eines Behandlungsagens aus 10% Harnstoff und 15% Ethylenglykol umfaßt, wenn der maximal duldbare Grad von Ammoniak 15ppm beträgt, ein NSR von 5,47 erreichbar, wenn die Behandlungsweise auf der rechten Seite ihrer Kurve bewirkt wird, während NSR-Werte von nicht mehr als etwa 1,5 erreichbar sind, wenn die Behandlungsweise im Mittelabschnitt oder auf der linken Seite der Kurve bewirkt wird. Auf ähnliche Weise kann, wenn ein bestimmter Grad an Stickoxiden gewünscht ist, NSR erhöht werden, bis die Stickoxidreduktion ausreichend ist, um diesen Grad an Stickoxiden zu erreichen, vorausgesetzt, daß ein maximaler Grad anderer Schadstoffe nicht überschritten wird. Auf diese Weise wird, wenn die Behandlungsweise auf der rechten Seite ihres Kurvenplateaus stattfindet, der gewünschte Grad an NO_x erreicht, während ein Minimum anderer Schadstoffe gebildet wird. In einem weiteren vorteilhaften Aspekt dieser Erfindung kann das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden, um NO_x-Gejialtezu reduzieren, während die Bildung anderer Schadstoffe durch „Load following" minimiert wird. „Load following" bezieht sich .iuf ein Verfahren, das die Einstellung dor Behandlungsweise, die im Hinblick auf die Betriebsbeschickung, bei der der! ieizkesse¹ befeuert wird, durchgeführt wird, umfaßt. Wenn die Betriebsbeschickung des Heizkessels sich ändert, tritt eine Änderung in der Abstromtemperatur auf. Eine solche Änderung in der Temperatur des Abstroms verursacht, wie dies ersichtlich ist, daß der Betriebspunkt auf der Stickoxidreduktion/Abstror.^emperatur-Kurve für die laufende Behandlungsweise entweder nach links verschoben wird, und somit weg von einer Minirr'erurig anderer Schadstoffe, oder nach rechts, gegebenenfalls nach außerhalb des Kurvenplateaus und auf die rechte abfallende Seite der Kurve, und damit weg von einer maximalen Reduktion von Stickoxiden.

Durch Ersatz der laufenden Behandlungsweise durch eine aue Behandlungsweise, d.h. durch Regelung einer oder mehrerer Parameter der Behandlungsweise, wie z.B. Verdünnung und Einspeisungsgeschwindigkeit des Behandlungsagens, der Komponenten des Behandlungsagens und der relativen Gegenwert von Behandlungsagenskomponenten, wird die Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurve verschoben (d.h. durch eine neue Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurve ersetzt), so daß der Betrieb nach der Änderung wieder gegen die rechte Seite des Kurvenplateaus gerichtet ist. Wie vorstehend besprochen, führt eine Änderung der Heizkesselbetriebsbeschickung zu mehr als bloß einer Änderung in der Absii-omtemperal jr. Häufig bewirkt eine Änderung in der Heizkesselbeschickung eine Änderung im Abstrom im Hinblick auf den NO_x-Grad. Dies wird besonders wichtig, wenn ein maximaler Grad anderer Schadstoffe existiert, der berücksichtigt werden muß, oder ein bestimmter Grad der Stickoxidreduktion, dei erreicht werden soll. Die Änderung im NO_x-Gehalt kann direkt gemessen werden, oder kann, vorzugsweise, bestimmt werden unter Verwendung eines beschickungsabhängigen Heizkessel-Charakteräsiarungsfaktors.

Für einen vcgegebenen Heizkessel und Brennstoff steht der Charakterisierungsfaktor in Beziehung zum NO_x-Gehalt und der Temperatur des Abstroms bei einer vorgegebenen Lage zur Heizkesselbeschickung und wird experimentell bestimmt. Mit dieser Information kann die Behandlungsweise bei einer vorgegebenen Stelle sofort nach Änderung der Heizkesselbetriebsbeschickung berichtigt werden, z. B. nach Messung durch die Brennstoffzugabegeschwindigkeit. Als Ergebnis wird, wenn die Beschickung verringert wird, die Einspeisungsgeschwindigkeit der Behandlungsweisc verringert, um den NSR-Wert zu erreichen, der benötigt wird, um die angestrebten Reduktionen bei dieser Beschickung zu erreichen, und die Komponenten des Behandlungsmittels werden, soweit notwendig, verändert, 'im der Temperaturänderung, die sich durch die Änderung in der Betriebsbeschickung ergibt, zu entsprechen. Wenn die Einspeisungsgeschwindigkeit der Behandlungsweise nicht verringert wird, würde der NSR-Wert im Hinblick auf den niedrigeren Gehalt von NO_xZU groß sein und überschüssiges NH3 und CO wurden gebildet. Auf ähnliche Weise wird, wenn die Heizkesselbetriebsbeschickung erhöht wird, die Einspeisungsrate der Behandlungsweise erhöht, um den bei dieser Beschickung benötigten NSR-Wert ^u erreichen. Sonst wäre der NSR-Wert niedrig und die NO_x-Reduktion wäre unzulänglich. Die Komponenten des Behandlungsagens werden wieder eingestellt, um die Änderung der Abstromtemperatur zu kompensieren, die mit der Änderung der Heizkesselbetriebsbeschickung verbunden ist. Dieser Charakterisierungsfaktor ist abhängig von der Heizkesselgeometrie, vom Brennstofftyp und der Heizkesselbeschichtunrj und kann experimentell bestimmt werden. Verschiedene andere Parameter, wie z. B. die Zahl der b. ^nner im Betrieb, beeinflussen den Charakterisierungsfaktor, aber die vorstehend genannten sind die wichtigsten. Unter Bezugnahme auf den Charakterisierungsfaktor für einen gegebenen Heizkessel und Brennstoff kann der Stickoxidgehalt und die Temperatur bei einer bestimmten Stelle mit einem ausreichenden Grad an Sicherheit bestimmt werden, um die Bestimmung zu ermöglichen, wie die Behandlungsweise eingeregelt werden soll, um die Verschiebung auf der Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurve zu korrigieren, die auftritt, wenn die Betriebsbeschickung geändert wird, und für die Änderung im NSR-Wert. Die bevorzugte Ausführungsform zur Maximierung der Stickoxidreduktion und Kontrolle der Bildung anderer Schadstoffe irt es, eine erste Behandlungsweise durchzuführen, die bei den vorhandenen Abstromtemperaturen auf der rechten Kurvenneigung liegt, außerhalb des Kurvenplateaus der Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurve der Behandlungsweise. Bei Kenntnis von Behandlungsweisen kann diese einfach erreicht werden unter Verwendung von Mitteln, wie sie oben beschrieben sind. Wenn diese einmal durchgeführt wurde, kann die Behandlungsweise durch Maßnahmen, die dem Fachmann beim Lesen dieser Beschreibung ersichtlich sind, eingeregelt werden, um den Betrieb in das Kurvenplateau zu bringen. Mit anderen Worten, es kann die Kurve verschoben werden, um dies zu bewirken. Durch diese Methode kann sichergestellt werden, daß die durchgeführte Behandlungsweiseso weit rechts wie möglich, aber immer noch auf dem Kurvenplateau durchgeführt wird. Die Stickoxidreduktion wird so maximiert, während die Bildung anderer Schadstoffe auf diese Weise kontrolliert wird. Ein weiterer überraschender Aspekt dieser Erfindung liegt in der Verwendung einer Behandlungsweise als Sonde für die Bedingungen des Abstroms. Wenn die Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurve (oder die Kurven der Ammoniak- oder Kohlenmonoxidbildung gegen dio Abstromtemperatur) für eine Behandlungsweise bekannt ist, liefert der Zustand des Abstroms nach dieser Behandlungsweise nützliche Informationen über den Abstromzustand stromabwärts von der Stelle, an der die Behandlungsweise durchgeführt wird, und kann sogar Informationen über die Heizkesselbetricbsbeschickung liefern. Wenn z. B. der Stickstoffoxidgehalt relativ niedrig ist, aber der Grad der Bildung anderer Schadstoffe relativ hoch ist, dann kann angenommen werden, daß die Behandlungsweise auf der linken Seite ihres Kurvenplateaus betrieben wird. Uni er Verwendung dieser Information kann die Abstromtemperatur mit einem vernünftigen Maß an Genauigkeit bestimmt werden, und unter Verwendung des oben beschriebenen Heizkessel-Charakterisierungsfaktors kann die Heizkesselbeschickung bestimmt werden. Auf ähnliche Weise kann, wenn NO_x- Ammoniak und Kohlenmonoxid-Gehalte alle niedrig sind, angenommen werden, daß die Behandlungsweise auf der rechten abfallenden Kurve, außerhalb des Kurvenplateaus, ihrer Kurve betrieben w rd. Die Abstromtemperatur und Heizkesselbetriebsbeschickung kann dann daraus bestimmt werden. Je mehr man mit der Kurve der Behandlungsweise vertraut ist, um so genauer können die Bestimmungen sein.

Es ist auch zu verstehen, daß signifikante Temperaturänderungen bei einer vorc,egebenen Heizkesselstelle vorhanden sind, die zusammenhängen mit dem Muster des Abstromflusses, den Bedingungen df.r Heizkesselbeftuerung, Wandoffekten usw. Eine an einer Heizkesselstelle durchgeführte Behandlungsweise, die darauf zugeschnitten ist, auf der rechten Seite ihrer Stickstoffreduktion/Abstrom'emperatur-Kurve zu arbeiten, wird, wenn sie der mittleren Abstromtemp^i atur an einer solchen Stelle ausgesetzt wird, wahrscheinlich auf der linken Seite in einem Bereich niederer Temperatur innerhalb der Stelle arbeiten. _t Die Flächen niederer Temperatur werden die Bildung von Ammoniak und/oder Kohlenmonoxid ergeben, wie dies bei der Durchsicht dieser Beschreibung ersichtlich ist. Dieser Effekt kann minimiert werden durch minimierte E ehandlung der Flächen niederer Temperatur, wie z. B. unter Verwendung geeigneter Injektoren (die einem Fachmann bekannt sind), durch Zuschnitt der Behandlungsweise auf die Flächen niederer Temperatur, oder durch ein Vielfach-Injektionssystem unter Verwendung beider Methoden.

Es ist weiter zu verstehen, daß, obwohl eier Betrieb auf einem Kurvenplateau der Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurve bevorzugt ist, in einigen Fällen der Betrieb auf der rechten abfallenden Seite, außerhalb des Plateaus, erwünscht sein kann, jm die Bildung anderer Schadstoffe auf einem niedrigen Niveau zu halten, während noch eine ausreichende Reduktion von Stickoxiden erreicht wird.

Ausführungsbeispiele

Die folgenden Beispiole erläutern und erklären die Erfindung weiter, indem sie den Betrieb einer Behandlungsweise unter Verwendung von Methoden der „rechten Seite der Kurve" detailliert beschreiben.

Beispiel I

Der verwendete Brenner ist ein Brenner, der einen Abströmkanal besitzt, bekannt als Verbrennungstunnel, mit etwa 209lnch (5309mm) Länge und einem internen Durchmesser von 8Inch (203mm) und Wände fciner Stärke von 2 Inch (50,8mm). Der Brenner hat e^;ne Flammenoberfläche, die der Eintrittsöffnung des Abstroms benachbart ist, und Verbrennungsgasmonitoren

benachbart zur Austrittsöffnung des Abstroms, um die Konzentration der Zusammensetzungen, wie z. B. Stickoxide, Schwefeloxide, Ammoniak, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Prozent überschüssigen Sauerstoff und andere Verbindungen von Interesse 7u bestimmen, die in dsm Abstrom vorhanden sein können. Der Abströmkanal hat zusätzliche Thermoelement-Anschlüsse zur Temperaturmessung an vei jchiedenon Stellen. Die Temperatur des Abstroms, in den die Behandlungsagentien injiziert werden, wird an der Stelle der Injektion unter Verwendung eines Thermoelements vom K-Typ gemessen. Injektoren (atomizing injectors), wie sie in der ebenfalls anhängigen US-Patentanmeldung mit dem Titel „Process and Apparatus for Reducing the Concentration of Pollu'ants in an Effluent" mit der Serien-Nr.009696, angemeldet am 2. Februar 1987 in Namen von Burton, beschrieben werden (die Offenbarung dieser Anmeldung wird durch die Bezugnahme darauf hiermit Bestandteil dieser Beschreibung) sind durch Öffnungen in dem Abströmkanal angebracht, um die Behandlungsagentien in den Abstrom einzuführen und zu verteilen. Die Agentien werden in den Abstrom mit einer Geschwindigkeit won 300ml/h injiziert. Der Brennerbrennstoff ist ein Nr.-2-Heizöl und der Brenner wird mit einer Geschwindigkeit von 9,6lbs/h (4,36kg/h) mit einem Überschuß an Sauerstoff von 3,0 Vol.-% befeuert.

Vor dem Beginn jedes Durchlaufes wird die Basislinien-Konzentration an Stickoxiden abgelesen, um das Injektionsverhältnis von Behandlungsagens zu Basislinien-Stickoxiden und den NSR-Wert zu berechnen, und eine Endablesung der Stickstoffoxide wird während und stromabwärts von der Injektion der Behandlungsagentien vorgenommen, um die durch jedes der injizierten Behandlungsagentien bewirkte Reduktion in der Konzentration der Stickstoffoxide zu berechnen. Weiter wird eine Ab¹ jsu.ig von Ammoniak und Kohlenmonoxid während und stromabwärts von der Injektion der Behandlungsagentien vorgenommen, um die Bildung anderer Schadstoffe festzustellen.

Wäßrige Lösungen, die 10Gew.-% Harnstoff, 4Gew.-% Hexamethylentetramin, 10Gew.-% Furfural und 0,1 Gew.-% eines handelsüblich erhältlichen oberflächenaktiven Mittels enthalten, werden in den Abstrom bei den angegebenen Temperaturen injiziert. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 dargestellt und graphisch in den Figuren 1 und 1 a.

Tabelle 1

Temp

(⁰F)

NO_x (ppm) Basislinie

NO_x (ppm) Endgehalt

% Red.

NH₃ (ppm)

CO (ppm)

1400	177	96	45,8	48	275
1530	180	78	56,7	38	110
1620	185	80	56,8	18	20
1680	190	80	57,9	8	15
1730	195	100	48,7	10	8
1800	202	113	44,1	6,5	5

Beispiel Ua

Es wurde nach dem Verfahren von Beispiel I gearbeitet, mit der Ausnahme, daß der Heizkessel mit einer Geschwindigkeit von 9,6lbs/h bis 12,0">s/h (4,36 bis 5,44kg/h) befeuert wurde, um die Abstromtemperaturen zu erreichen.

Das injizierte Behandlungsagen; ist eine wäßrige Lösung, die 10Gew.-% Harnstoff, 15Gew.-% Furfural, und 0,1 Gew.-% eines handelsüblich erhältlichen ober.'lächenaktiven Mittels enthält. Die Injektionstemperatur, Prozent Überschuß an Sauerstoff, NSR, Basislinie NO_x, Endkonzentration NO_x und % Reduktion von NO_x für jeden Durchgang sind in der Tabelle 2 a zusammengestellt

und graphisch in Figur 2 dargestellt.

Tabelle 2a

Durch	Temp.	O₂ %	NSR	NO_x	ppm	%
gang	⁰F			Basislinie	Endgehalt	Red.
1	1400	3,1	1,83	195	137	29,7
2	1470	3,0	1,73	208	85	59,1
3'	1510	3,0	2,11	170	71	58,2
4	1565	3,0	' -,11	170	74	56,5
CJl	1615	3,0	2,11	170	80	52,9
6	1665	3,0	2,11	170	82	51,8
7	1690	3,0	2,11	170	86	49,4
8	1715	3.0	2,08	173	88	49,1
9	1755	3,1	2,06	145 ^:	70	51,7
10	U25	3,1	2,06	145	78	46,2
11	1875	3,0	2,07	145	110	24,1
12	1910	3,0	1,97	152	137	9,9
13	1940	3,0	1,97	152	203	-33,6

Beispiel Hb

Das Verfahren des Beispiels Il a wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das injizierte Behandlungsagens eine wäßrige Lösung ist, die 10Gew.-% Harnstoff und 0,1 Gew.-% eines handelsüblich erhältlichen oberflächenaktiven Mittels enthält. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2b zusammengestellt und graphisch in Figur k dargestellt.

Durch	Temp.	O₂ %	NSR	NO_x	ppm	%
gang	⁰F			Basislinie	Endgehalt	Red.
1	1660	3,2	2,22	166	145	12,7
CSl	1695	3,0	1,54	167	73	56,3
3	1750	3,0	1,92	150	70	53,3
4	1800	3,0	1,89	152	60	60,5
CJl	1850	3,0	1,85	155	68	56,1
6	1950	3,0	1,85	155	96	38,1
7	1980	3,0	1,81	159	107	32,7

Beispiel Mc

Das Verfahren des Beispiels Il a wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß das injizierte Behandlungsagens eine wäßrige Lösung ist, die 10Gew.-% Harnstoff, 15Gew.-% Ethylenglykol und 0,1 Gew.-% eines handelsüblich erhältlichen oberflächenaktiven Mittels enthält. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2c zusammengestellt und graphisch in Figur 2 dargestellt.

Tabelle 2c

Durch	Temp.	O₂ %	NSR	NO_x	ppm	%
gang	⁰F			Basislinie	Endgehalt	Red.
1	1450	7,0	1,69	145	125	13,8
2	1515	3,1	1,76	178	98	44,9
3	1555	3.2	1,79	174	62	64,4
4	1650	3,0	1,91	165	70	57,6
CJl	1710	3,0	1 ^K3	167	85	49,1
6	1720	3,0	1,45	167	112	32,9

Beispiel MIa

Es wird nach dem Verfahren von Beispiel I gearbeitet, mit der Ausnahme, daß der Heizkessel mit einer Geschwindigkeit von 9,6lbs/h bis 10,8lbs/h befeuert wird. Das injizierte Behandlungsagens umfaßt eine wäßrige Lösung von 10Gew.-% Harnstoff, 5Gew.-% Ethylenglykol und 0,1 Gew.-% eines handelsüblich erhältlichen oberflächenaktiven Mittels. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3a zusammengestellt und graphisch in Figur 3a dargestellt.

Tabelle 3 a

Temp. NO_x(ppm) NO_x (ppm) %Red. NH₃ CO

(⁰F) Basislinie Endgehalt (ppm) (ppm)

1460	164	100	39,0	77	117
1560	164	71	56,7	75	84
1600	167	62	62,9	60	54
1650	170	57	66,5	43	33
1700	177	61	65,5	28	17
1750	167	80	52,1	15	8
1800	162	103	36,4	6	3
1825	160	116	27,5	3	2

Beispiel IMb

Es wird nach dem Verfahren von Beispiel III a gearbeitst, mit der Ausnahme, daß das injizierte Behandlungsagens eine wäßrige Lösung von 10Gew.-% Harnstoff, 10Gew.-% Ethylenglykol und 0,1 Gew.-% eines handelsüblich erhältlichen oberflächenaktiven Mittels umfaßt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3b zusammengestellt und graphisch in Figur 3b dr^rc"stellt.

Tabelle 3 b

Temp.	NO_x (ppm)	NO_x (ppm)	% Red.	NH₃	CO
CF)	Basislinie	Endgehalt		(ppm)	(ppm)
1400	193	138	28,5	95	265
1465	193	117	39,4	87	245
1560	193	73	62,2	57	76
1600	195	67	65,6	38	33
1650	197	75	61,9	20	17
1700	198	87	56,1	23	14
1760	177	112	36,7	7	5
1800	177	130	26,6	3	3

Beispiel Nie

Es wird nach dem Verfahren von Beispiel III b gearbeitet, mit der Ausnahme, daß das injizierto Behandlungsagens eine wäßrige Lösung von 10Gew.-% Harnstoff, 15Gew.-% Ethylenglykol und 0,1 Gew.-% eines handelsüblich erhältlichen oberflächenaktiven Mittels umfaßt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3c zusammengestellt ι nd in Figur 3c graphisch dargestellt.

Tabelle 3c

Temp.	NO, (ppm)	NOx(ppm)	% Red.	NH₃	CO
(⁰F)	Basislinie	Endgehalt		(ppm)	(ppm)
1460	186	85	54,3	70	277
1560	186	67	64,0	30	33
1600	186	66	64,5	20	18
1650	183	83	54,6	10	g
1700	184	98	46,7	6	6
1750	186	140	24,7	2	2

Beispiel IV

Ein Behandlungsagens, das eine wäßrige Lösung von 10Gew.-% Harnstoff, 15Gew.-% Ethylenglykol und 0,1 Gew.-% eines handelsüblich erhältlichen oberflächenaktiven Mittels umfaßt, wird in das in Beispiel I beschriebene Abstromverbrennungstunnel in einem Bereich von NSR-Werten injiziert jnd die Bildung von Ammoniak gemessen. Das normalisierte stöchiometrische Verhältnis (NSR) jeder Injektion und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt und in Figur 4 graphisch dargestellt. Zur besseren Beurteilung stellen die in Figur 4 angegebenen Temperaturen die ungefähren Mittelwerte der Temperaturen jedes Datenpunktes für die entsprechende Kurve dar.

Tabelle 4

Temp. (⁰F)	NSR	NH₃(ppm)
1560	0,61	8
1 555	0,90	19
1550	1,20	33
1620	0,87	5
1620	0,99	12
1630	1,46	12
1625	1,95	24
1715	1,41	3
1720	2,01	8
1730	2,87	7
1780	3,52	6
1775	5,47	14

Die obige Beschreibung soll dem Fachmann die Lehre vermitteln, wie er die vorliegende Erfindung durchführen kann; es ist nicht beabsichtigt, alle offensichtlichen Modifikationen und Variationen davon im Detail anzugeben, die für einen Fachmann beim Lesen der Beschreibung ersichtlich sind. Alle diese offensichtlichen Modifikationen und Variationen werden jedoch vom Umfang der vorliegenden Erfindung umfaßt, der durch die nachfolgenden Ansprüche definiei t ist.

Claims

1. Verfahren zur Verringerung der Konzentration an Stickstoffoxiden in einem Abstrom aus der Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes bei gleichzeitiger Minimierung der Bildung anderer Schadstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren eine der folgenden Verfahrensvarianten umfaßt:

I. a. Durchführung einer Behandlungsweise, die umfaßt die Einführung eines

Behandlungsagens in den Abstrom, um den Abstrom unter Injektionsbedingungen wirksam zu behandeln, um die Konzentration der Stickstoffoxide in dem Abstrom unter den bestimmten Abstromzuständen zu recuzieren, während die Bildung anderer Schadstoffe minimiert ist;

b. Überwachen des Zustandes des Abstroms bis eine deutliche Änderung im Zustand des Abstroms beobachtet wird;

c. Einstellen der Behandlungsweise durch Variation von mindestens einem der folgenden Parameter

i) Verdünnung und Einspeisungsgeschwindigkeitdes Behandlungsagens; ii) Komponenten des Behandlungsagens; und

iii) relatives Verhältnis der Komponenten des Behandlungsagens, um eine eingestellte Behandlungsweise zu bewirken, wobei die eingestellte Behandlungsweise unter Bedingungen arbeitet, die zur Reduzierung der Konzentration der Stickstoffoxide in dem Abstrom unter diesem geänderten Abstromzustand wirksa¹ η sind, während die Bildung anderer Schadstoffe minimiert wird;

II. a. Bestimmung derStickstoffoxidredukticn/Abstromtemperatur-Kurve für jede einer

Vielzahl von Behandlungsweisen nach I,

b. Bestimmung, welche Behandlungsweise, wenn sie durchgeführt wird, zur Behandlung eines Abstroms bei der Abstromtemperatur, die an der Stelle der Injektion herrscht, innerhalb ihres Kurvenplateaus an dem am weistesten rechts befindlichen Punkt wirkt; und

c. Durchführung dieser bestimmten Behandlungsweise zur Behandlung des Abstroms unter Bedingungen, die wirksam sind zur Reduzierung der Konzentration der Stickstoffoxide des Abstroms, während die Bildung anderer Schadstoffe im wesentlichen vermieden wird;

III. Zuführung eines Behandlungsagens, das eine bekannte Stickoxidreduktion/ Abstromtemperatur-Kurve besitzt, die ein deutliches Plateau besitzt, in den Abstrom unter Bedingungen, die wirksam sind, um die Konzentration der Stickstoffoxide in dem Abstrom durch eine Reaktion oder Serie von Reaktionen, die durch das Behandlungsagens erleichtert werden, zu reduzieren, und Einstellen der Injektionsstelle, um dadurch zu bewirken, daß die Injektion bei einer verschiedenen Abstromtemperaiur durchgeführt wird, um die Reaktion oderSerie von Reaktionen gegen die rechte Seite des PlateausderStickoxidreduktion/ Abstromtemperatur-Kurve zu verschieben;

IV. a. Bestimmung des Zustandes des Abstroms, der an der Stelle der Injektion des

Behandlungsagens herrscht;

b. Zuführen eines Behandlungsagens mit einer bekannten Stickoxidreduktion/ Abstromtemperatur-Kurve mit einem deutlichen Plateau in den Abstrom, wobei das Behandlungsagens wirksam ist, um die Stickoxidkonzentration in dem Abstrom bei den vorgegebenen Abstrombedingungen durch eine Reaktion oder Serie von Reaktionen, die durch dieses Behandlungsagens erleichtert werden, zu reduzieren;

c. Einstellen der Komponenten, Verdünnungs/Zuführungsgeschwindigkeit oder relative Menge der Komponenten des Behandlungsagens, um die Kurve zu verschieben und dadurch zu bewirken, daß die Zuführung des Behandlungsagens auf der rechten Seite des Plateaus derverschobenenStickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurve wirkt,

V. a. Zuführung eines Behandlungsagens in den Abstrom unter Bedingungen die wirksam

sind zur Verringerung der Konzentration der Stickstoffoxide in dem Abstrom durch eine Reaktion odpr Serie von Reaktionen, die durch das Behandlungsagens erleichtert werden; und

b. Variation von mindestens einem derfolgenden Parameter i) Verdünnung und Zuführungsgeschwindigkeit
ii) Komponenten des Behandlungsagens;

iii) relativerGehaltderKomponentendesBehandlungsagens; und iv) Stelle, an der die Zuführung des Behandlungsagens erfolgt, wobei die Reaktion oder Serie von Reaktionen so geführt werden, daß eine Reduzierung der Bildung anderer Schadstoffe bewirkt wird, während der Grad der Stickoxidreduktion im wesentlichen aufrechterhalten wird;

VI. a. Durchführung einer ersten Behandlungsweise, die umfaßt die Zuführung eines

Behandlungsagens in den Abstrom, um den Abstrom unter Bedingungen zu behandeln, die wirksam sind zur Reduzierung der ".onzentration der Stickstoffoxide in dem Abstrom durch eine Reaktion oder Serie von Reaktionen, die durch die erste Behandlungsweise erleichtert werden;

b. Bestimmung der Stelle auf der Stickstoff reduktion/Abstromtemperatur-Kurve des Behandlungsagens, bei derdieerste Behandlungsweisedurchgeführtwird;

c. Einstellen derersten Behandlungsweise durch Veränderung von wenigstens einem der folgenden Parameter

i) Verdünnung und Zuführungsgeschwindigkeit des Behandlungsagens, ii) Komponente.idesBehandlungsagens; und

iii) relativer Gehalt der Komponenten des Behandlungsagens,

umeinezweite Behandlungsweise zu bewirken; und
d Bestimmung der Stelle auf der Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurve für die zweite Behandlungsweisp durchgeführt wird,

wobei die Stelle, an derdie zweite Behandlungsweisedurchgeführtwird,weiterrechtsauf ihrerStickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurveliegtalsdie Stelle, bei derdieerste Behandlungsweise auf ihrer Stickoxid-Reduktion/Abstromtemperatur-Kurve durchgeführt wird;

VII. a. Durchführung einer Behandlungsweise, die umfaßt die Zuführung eines

Behandlungsagens in den Abstrom unter Bedingungen, die wirksam sind zur Verringerung der Konzentration der Stickstoffoxide in dem Abstrom unter gleichzeitiger Minimierung derBildung anderer Schadstoffe bei dervorliegenden Heizkesselbetriebobeschickung;

b. Überwachung der Heizkesselbeschickung, bis eine deutliche Veränderung in der Heizkesselbeschickung beobachtet wird;

c. Einstellen der Behandlungsweise durch Variation mindestens eines derfolgenden Parameter

i) Verdünnung und ZuführungsgeschwindigkeitdesBehandlungsaciens; ii) Komponenten des Behandlungsagens;

iii) relativer Anteil der Komponenten des Behandlungsagens; und iv) normalisiertes stöchiometrischesVerhältnis,
um eine eingestellte Behandlungsweise zu bewirken,

wobei die eingestellte Behandlungsweise unter Bedingungen arbeitet, die wirksam sind zur Verringerung der Konzentration der Stickstoffoxide in dem Abstrom unter gleichzeitiger Minimierung der Bildung anderer Schadstoffe; oder
Viii. a. Zuführung eines Behandlungsagens mit einer bekannten Stickoxidreduktion/ Abstromtemperatur-Kurve mit einem deutlichen Plateau in einen Abstrom aus der Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes, v\ obei das Behandlungsagens wirksam ist, um die Stickstoffoxidkon.'entration des Abstroms unter den vorgegebenen Bedingungen des Abstroms durch eine Reaktion oder Serie von Reaktionen, die durch das Behandlungsagens erleichtert werden, zu verringern, und wobei das Behandlungsagens unter solchen Bedingungen zugeführt wird, daß die Injektion innerhalb der Stickoxidreduktion/Abstromtempb-atur-Kurve an einer Stelle auf der rechten Seite des Kurvenplateaus wirkt;

b. Einstellen der Komponenten, Verdünnung/Zuführungsgeschwindigkeit oder relative Anteile der Komponenten des Behandlungsagens, um diese Kurve zu verschieben und auf diese Weise zu verursachen, daß die Zugabe des Behandlungsagens so erfolgt, daß pie gegen das Kurvenplateau der verschobenen Stickoxidreduktion/ Abstromtemperatur-Kurve wirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, Variante I, dadurch gekennzeichnet, daß der überwachte Zustand des Abstroms ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Betriebsbeschickung, Abstromtemperatur bei der Stelle, an der das Behandlungsagens eingeführt wird, Stickoxidgehalt, Ammoniakgehalt, Kohlenmonoxidgehalt, Gehaltan überschüsrjgem Sauerstoff und Mischungen davon.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß r* .·· überwachte Abstromzustand die Abstromtemperatur bei der Stelle ist, an der das Behandli jsagens eingeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, Variante I, II, IV, V, Vl oder V dadurch gekennzeichnet, daß es weiter umfaßt die Erhöhung der Zuführungsgeschwindigkeit <js Behandlungsagens, um das normalisierte stöchiometrische Verhältnis zu erhöhen .iis ein vorbestimmter maximaler Gehalt an anderen Schadstoffen im wesent ichen erreicht, abc nicht überschritten ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, Variante I, II, IV, V, Vl ο ar VII, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter umfaßt die Erhöhung der Zuführungsgeschwindir eit des Behandlungsagens, bis ein vorbestimmter Grad der Reduktion der Stickstoff xide im wesentlichen erreicht ist, unter der Voraussetzung, daß ein vorgegebener maximal· Grad an anderen Schadstoffen nicht überschritten wird.

6. Verfahrennach Anspruch 1, Variante II, dadurch jekennzeichnet, daß das Behandlungsagens eine Zusammensetzung umfaßt, die ausgewählt is' .-us der Gruppe bestehend aus Harnstoff, Ammoniak, Kohlenwasserstoffen und Mischungen davon.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoff ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus stickstoffhaltigen Kohlenwasserstoffen, oxygenierten Kohlenwasserstoffen, Hydroxyaminokohlenwasserstoffen, heterocyclischen Kohlenwasserstoffen und Mischungen davon.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsagens eine wäßrige Lösung aus Harnstoff oder Ammoniak umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsagens weiter einen Verstärker umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Furfural, Zucker, Milch, Glycin, Ethylenglykol und Hexamethylendiamin und Mischungen davon.

10. Verfahren nach Anspruch 1, Variante Vl, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter umfaßt die Wiederholung der Stufen c und d, bis ein vorgegebener maximaler Grad der Gegenwart anderer Schadstoffe im wesentlichen erreicht, aber nicht überschritten wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, Variante VII, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsweise bezüglich eines beschickungsabhängigen Heizkessel-Charakterisierungsfaktors eingestellt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, Variante VIII, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe b wiederholt wird, bis die Injektion auf dem Kurvenplateau der verschobenen Stickoxidreduktion/

* Abstromtemperatur-Kurve wirkt.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Zustand eines Abstroms aus der Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes auf folgende Weise bestimmt:

Durchführung einer Böhandlungsweise mit einer bekannten Stickoxidreduktion/ AbstromtemperatiT-Kurve durch Zuführung eines Behandlunysagens in den Abstrom unter Bedingungen, die wirksam sind zur Reduzierung der Stickstoffoxidkonzentration in dem Abstrom; Bestimmung der Konzentration der Stickstoffoxide, von Ammoniak und Kohlenmonoxid des Abstroms während und stromabwärts von der Zuführung des Behandiungsagens; und Ermittlung des Zustandes des Abstroms, indem man die Konzentration der Stickstoffoxide, von Ammoniak und Kohlenmonoxid in Relation setzt zu der Stickoxidreduktion/Abstromtemperatur-Kurve für die durchgeführte Behandlungsweise.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkesselbetriebsbeschickung aus dem Zustand des Abstroms unter weiterer Bezugnahme auf einen beschickungsabhängigen Heizkessel-Charakterisierungsfaktor ermittelt wird.

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