DE112020000098T5 - Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases bei einer Niedertemperatur - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases bei einer Niedertemperatur mit den Schritten: Beaufschlagen des Rauchgases mit Druck nach einer Staubentfernung und einer Entschwefelung, Vorkühlen des mit Druck beaufschlagten Rauchgases, Kühlen des vorgekühlten Rauchgases auf unter Raumtemperatur mittels eines Rauchgaskühlsystems, Zuführen des Rauchgases, dessen Temperatur niedriger als die Raumtemperatur ist, zu einem Niedertemperatur-Denitrierungssystem, in dem eine physikalische Adsorptions-Denitrierung durchgeführt wird, Vorkühlen des staubentfernten und entschwefelten Rauchgases mit dem denitrierten Rauchgas, und Zuführen des gereinigten Rauchgases, das Wärme absorbiert hat, zu einem Schornstein zum Abführen. Bei der vorliegenden Erfindung wird die physikalische Adsorptions-Denitrierung verwendet und zugleich werden NO2und NO unmittelbar adsorbiert und entfernt. Somit wird NOx unmittelbar adsorbiert und entfernt und auf die Verwendung des Katalysators und des Reduktionsmittels NH3im traditionalen SCR-Denitrierungsverfahren verzichtet. Außerdem wird eine sekundäre Verschmutzungsemission aus Ammoniak-Verflüchtigung eliminiert. Es ist keine Voroxidation von NO erforderlich. Die Effizienz für Denitrierung von NOxist hoch. Somit wird eine Null-Emission von NOxermöglicht. Während des Temperaturabfalls des Rauchgases fällt eine große Menge von saurem Kondenswasser aus. Damit wird der Wasserverbrauch des Kraftwerks reduziert. Es werden keine Chemikalien wie Denitrierungskatalysator, Reduktionsmittel, Oxidationsmittel o.dgl. wird benötigt. Somit werden die Betriebskosten verringert.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung gehört zum Gebiet einer Rauchgasdenitrierungstechnologie und betrifft insbesondere ein Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases bei einer Niedertemperatur.
  • STAND DER TECHNIK
  • Das durch Verbrennung von Kohlen generierte Rauchgas enthält eine große Menge von Stickoxiden - NOx, die eine der Hauptursachen für die Luftverschmutzung ist. Gegenwärtig wird NOx im Rauchgas hauptsächlich durch SCR-Verfahren - selektive katalytische Reduktion - entfernt. Bei diesem Verfahren wird NOx unter Einwirkung eines Katalysators durch das ins Gas im Gaskanal eingeführte NH3 zu harmlosen N2 reduziert und somit entfernt. Zwar ist die SCR-Denitrierungstechnologie zurzeit schon hinreichend ausgereift, aber es bestehen immer noch viele Probleme. Zum Beispiel besitzt der Katalysator lediglich in einem bestimmten Temperaturintervall eine relativ hohe Aktivität. Wenn die Betriebslast eines Kraftwerks eingestellt ist, beeinflusst eine Änderung der Rauchgastemperatur die SCR-Denitrierungseffizienz stark. Darüber hinaus bestehen für die SCR-Denitrierung Probleme einer sekundären Verschmutzung wie Ammoniak-Verflüchtigung, Feststoffabfall des Katalysators und dergleichen. Außerdem altert ein Denitrierungskatalysator schnell und ist insoweit verbraucht, was zur Folge hat, dass die Betriebskosten hoch bleiben. Neben dem SCR-Verfahren - selektive katalytische Reduktion - gibt es ferner ein Nassdenitrierungsverfahren, bei dem das unlösliche NO-Gas im NOx zunächst zu einem lösbaren NO2-Sauergas oxidiert werden muss und dann durch eine alkalische Flüssigkeit absorbiert und entfernt wird. Übliche Voroxidationsverfahren umfassen ein Ozonverfahren, ein Wasserstoffperoxidverfahren, ein Katalysatoroxidationsverfahren, ein Niedertemperatur-Prismaoxidationsverfahren und dergleichen. Bei dem Ozonverfahren und dem Wasserstoffperoxidverfahren muss zusätzlich ein starkes Oxidationsmittel verwendet werden, das hohe Betriebskosten verursacht und leicht zur sekundären Verschmutzungsemission führt. Beim Katalysatoroxidationsverfahren muss ein teurerer Edelmetallkatalysator verwendet werden, womit eine industrielle Anwendung auch schwierig ist. Beim Niedertemperatur-Prismaoxidationsverfahren wird eine relativ große Leistung benötigt, was ebenfalls zu höheren Betriebskosten führt.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Um das im Stand der Technik vorhandene Problem zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases mit einer Niedertemperatur bereit, bei dem NOx unmittelbar bei einer niedrigen Temperatur adsorbiert und entfernt werden kann. Weder eine Voroxidation noch ein Katalysator wird im Rauchgas gefordert. Somit werden die Kosten für die Rauchgasdenitrierung verringert.
  • Um das obige Ziel zu erreichen, schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases bei einer Niedertemperatur vor, wobei das Verfahren umfasst: Beaufschlagen des Rauchgases mit Druck nach einer Staubentfernung und einer Entschwefelung, Vorkühlen des mit Druck beaufschlagten Rauchgases, Kühlen des vorgekühlten Rauchgases auf unter Raumtemperatur mittels eines Rauchgaskühlsystems, Zuführen des Rauchgases, dessen Temperatur niedriger als die Raumtemperatur ist, zu einem Niedertemperatur-Denitrierungssystem, in dem eine physikalische Adsorptions-Denitrierung durchgeführt wird, Vorkühlen des staubbefreiten und entschwefelten Rauchgases mit dem denitrierten Rauchgas, und Zuführen des gereinigten Rauchgases, das Wärme absorbiert hat, zum Abführen zu einem Schornstein.
  • Das vorgekühlte Rauchgas wird mittelbar mittels eines Wärmeaustauschers oder unmittelbar durch eine Sprühkühlung oder durch eine Kombination von beidem gekühlt.
  • Das vorgekühlte Rauchgas wird stufenweise gekühlt, wobei eine Primärkühlung des Rauchgases mittels eines Wärmeaustauschverfahrens oder eines Sprühverfahrens durchgeführt wird.
  • Mittels eines Absorptionsabkühlverfahrens oder eines Kompressionsabkühlverfahrens wird eine Sekundärkühlung des Rauchgases durchgeführt.
  • Kondenswasser, welches nach der Kühlung des Rauchgases erzeugt wird, wird in einem Behandlungssystem für recyceltes Wasser wiedergewonnen.
  • Der Denitrierungs-Adsorptionsturm wird für NOx-Adsorption mit Aktivkohle oder Molekularsieb gefüllt.
  • Adsorbiertes NO2 wird desorbiert, um wiederverwendet zu werden.
  • Während im Denitrierungs-Adsorptionsturm die physikalische Adsorptions-Denitrierung durchgeführt wird, erfolgt eine Wärmeisolierung für den Denitrierungs-Adsorptionsturm.
  • Das gekühlte Rauchgas weist eine Rauchtemperatur von -30 °C bis 0 °C auf.
  • Im Vergleich zum Stand der Technik besitzt die vorliegende Erfindung zumindest die folgende vorteilhafte Wirkung: Bei der vorliegenden Erfindung wird die physikalische Adsorptions-Denitrierung verwendet und zugleich werden NO2 und NO unmittelbar adsorbiert und entfernt. Somit wird NOx unmittelbar adsorbiert und entfernt, womit auf die Verwendung des Katalysators und des Reduktionsmittels NH3 im traditionalen SCR-Denitrierungsverfahren verzichtet werden kann. Außerdem wird eine sekundäre Verschmutzungsemission aus Ammoniak-Verflüchtigung eliminiert. Es wird keine Voroxidation von NO gefordert. Die Effizienz für Denitrierung von NOx ist hoch, und zwar bis zu 100%. Somit wird eine Null-Emission von NOx ermöglicht. Während des Temperaturabfalls des Rauchgases fällt eine große Menge an saurem Kondenswasser aus. Das rückgewonnene Kondenswasser steht nach einer Neutralisationsbehandlung dem Kraftwerk zur Verfügung, wobei der Wasserverbrauch des Kraftwerks reduziert wird. Bei diesem Verfahren wird mittels des physikalischen Verfahrens denitriert, wobei keine Chemikalien wie Denitrierungskatalysator, Reduktionsmittel, Oxidationsmittel o.dgl. benötigt wird. Somit werden die Betriebskosten verringert. Die Emission der sekundären Verschmutzung wie Ammoniak-Verflüchtigung wird verringert und eine Wasserwiederverwendung ermöglicht.
  • Des Weiteren kann die Wärmeisolierung für den Denitrierungs-Adsorptionsturm einen Wärmeaustausch vom außen und dem Denitrierungs-Adsorptionsturm verhindern, so dass der Prozess der physikalischen Adsorptions-Denitrierung unterhalb der Raumtemperatur bleibt und die Effizienz für die Denitrierung erhöht wird.
  • Des Weiteren wird das adsorbierte NOx in Form von NO2 desorbiert und gesammelt, um zur Herstellung von Nebenprodukten mit höher Wertschöpfung wie Salpetersäure, Stickstoffdünger o.dgl. verwenden zu können.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein schematisches Diagramm des Verfahrens für die Denitrierung gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist ein Diagramm über einen NOx-Adsorptionseffekt durch Aktivkohle bei der Raumtemperatur.
    • 3 ist ein Diagramm über den NOx-Adsorptionseffekt durch Aktivkohle, wenn die Temperatur des Rauchgases auf 0 °C abgesenkt wird.
    • 4 ist ein Diagramm über den NOx-Adsorptionseffekt durch Aktivkohle, wenn die Temperatur des Rauchgases auf -30 °C abgesenkt wird.
  • 1-Rauchgaskühlsystem, 2- Niedertemperatur-Adsorptions-Denitrierungssystem
  • Die Figuren dienen zum Bereitstellen eines weitergehenden Verständnisses der vorliegenden Erfindung. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie ihre Illustration dienen zum Erläutern der vorliegenden Erfindung und bilden jedoch keine ungeeigneten Einschränkungen für die vorliegende Erfindung.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Um die vorliegende Erfindung klarzustellen, wird die vorliegende Erfindung nachfolgend in Kombination mit Ausführungsformen sowie Figuren näher erläutert. Ein Fachmann auf dem Gebiet versteht sich, dass der nachfolgende Inhalt keine Begrenzung des erfindungsgemäßen Schutzbereichs ist. Jede Verbesserung sowie Modifikation auf Basis der vorliegenden Erfindung fallen unter den erfindungsgemäßen Schutzbereich.
  • Ein Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases bei einer Niedertemperatur umfasst das Beaufschlagen des Rauchgases mit Druck nach einer Staubentfernung und einer Entschwefelung, das Vorkühlen des mit Druck beaufschlagten Rauchgases, das Kühlen des vorgekühlten Rauchgases auf unter der Raumtemperatur mittels eines Rauchgaskühlsystems, das Zuführen des Rauchgases, dessen Temperatur niedriger als die Raumtemperatur ist, zu einem Niedertemperatur-Denitrierungssystem, in dem eine physikalische Adsorptions-Denitrierung durchgeführt wird, das Vorkühlen des staubbefreiten und entschwefelten Rauchgases mit dem denitrierten Rauchgas, und das Zuführen des gereinigten Rauchgases, das Wärme absorbiert hat, zu einem Schornstein zum Abführen.
  • Das vorgekühlte Rauchgas wird mittelbar mittels eines Wärmeaustauschers oder unmittelbar durch eine Sprühkühlung oder durch eine Kombination davon gekühlt.
  • Das vorgekühlte Rauchgas wird stufenweise gekühlt, wobei eine Primärkühlung des Rauchgases mittels eines Wärmeaustauschverfahrens oder eines Sprühverfahrens und eine Sekundärkühlung des Rauchgases mittels eines Adsorptionsabkühlverfahrens oder eines Kompressionsabkühlverfahrens durchgeführt wird.
  • Kondenswasser, welches nach der Kühlung des Rauchgases erzeugt wird, wird in einem Behandlungssystem für recyceltes Wasser wiedergewonnen. Adsorbiertes NO2 wird desorbiert, um wiederverwendet zu werden.
  • Der Denitrierungs-Adsorptionsturm wird für NOx-Adsorption mit Aktivkohle oder Molekularsieb gefüllt.
  • Während im Denitrierungs-Adsorptionsturm die physikalische Adsorptions-Denitrierung durchgeführt wird, erfolgt eine Wärmeisolierung für den Denitrierungs-Adsorptionsturm. D.h., dass die Außenwand des Festbett-Adsorptionsturms als Kühlkastenstruktur ausgebildet ist. Damit wird der Wärmeableitverlust des Niedertemperatur-Rauchgases verringert. Das Rauchgas verbleibt für die Adsorption und die Denitrierung bei einer niedrigen Temperatur.
  • Das gekühlte Rauchgas weist eine Rauchtemperatur zwischen -30 °C und 0 °C auf.
  • Der Mechanismus des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Adsorption und die Denitrierung lautet wie folgt:
    1. 1. Adsorption und Entfernung des NO2 in NOx: NO2 ist ein leicht zu adsorbierendes Gas. Wenn das Rauchgas durch die Oberfläche von Aktivkohle, Molekularsieb o.dgl. weiteres poröses Adsorptionsmaterial strömt, wird NO2 unmittelbar adsorbiert und entfernt.
    2. 2. Adsorption und Entfernung des NO in NOx: NO ist ein äußerst schwierig zu adsorbierendes Gas. Wenn das Rauchgas durch die Oberfläche von Aktivkohle, Molekularsieb o.dgl. weiteres poröses Adsorptionsmaterial strömt, kann NO nicht direkt, sondern durch folgende Schritte adsorbiert oder entfernt werden:
      1. (1) Die Temperatur des Rauchgases wird durch eine mehrstufige Kühlung auf unter Raumtemperatur abgesenkt.
      2. (2) Wenn NO und O2 in dem Rauchgas, dessen Temperatur niedriger als die Raumtemperatur ist, durch die Oberfläche eines porösen Adsorptionsmaterials strömen, reichern sie sich auf der Oberfläche an, wodurch die Konzentration von NO und O2 erheblich erhöht wird, so dass NO schnell zu NO2 oxidiert wird;
      3. (3) Das oxidierte NO2 wird auf der Oberfläche des porösen Adsorptionsmaterials adsorbiert.
  • Hierbei erfolgen die Schritte (2) und (3) gleichzeitig, was insgesamt eine Niedertemperatur-Adsorptionsdenitrierung von NO dargestellt. Die Temperatursenkung des Rauchgases gemäß Schritt (1) ist eine notwendige Bedingung für die Realisierung der Anreicherung und Oxidation von NO und O2, weil ein schwer zu kondensierendes Gas wie NO und O2 erst bei einer niedrigen Temperatur leicht auf einer Adsorptionsoberfläche angereichert werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren für die Denitrierung ist in 1 gezeigt. Das Verfahren für die Denitrierung wird durch zwei Hauptsysteme - Rauchgaskühlsystem 1 und Niedertemperatur-Adsorptions-Denitrierungssystem 2 - durchgeführt.
  • Durch zirkulierendes Kühlwasser und eine mehrstufige Kühlanlage eines Niedertemperatur-Kaltwasseraggregats wird die Temperatur des Rauchgases auf unter der Raumtemperatur gesenkt und Rauchgas-Kondenswasser ausgeschieden. Das Rauchgaskühlsystem 1 ist mit einem Kälterückgewinnungs-Wärmeaustausch-Apparat für gereinigtes Niedertemperatur-Rauchgas versehen. Der physikalische Adsorptions-Denitrierungsprozess wird im Festbett-Adsorptionsturm durchgeführt, der mit Aktivkohle, Molekularsieb oder weiterem porösem Adsorptionsmaterial gefüllt ist. Die Außenwand des Festbett-Adsorptionsturms ist als eine Kühlkastenstruktur ausgebildet. Damit wird der Wärmeableitverlust des Niedertemperatur-Rauchgases verringert. Das Rauchgas verbleibt für die Adsorption und die Denitrierung bei einer niedrigen Temperatur.
  • Der Prozess gemäß dem Verfahren für die Denitrierung der vorliegenden Erfindung wird folgendermaßen beschrieben:
    • Ein Kesselrauchgas, welches nicht denitriert wird, wird einer Staubbefreiung und Entschwefelung unterzogen. Nach einer Wärmewiedergewinnung durch einen Luftvorwärmer wird es vom Gebläse in das Denitrierungssystem eingeleitet. Das Rauchgas wird zunächst mit einer mehrstufigen Kühlung durch das Rauchgaskühlsystem 1 auf unter Raumtemperatur gekühlt. Das Kondenswasser im Rauchgas wird vom Rauchgas getrennt. Das gekühlte Rauchgas fließt durch Niedertemperatur-Adsorptions-Denitrierungssystem 2. NOx (NO2 und NO) wird von einer Adsorptionsschicht adsorbiert und entfernt, die gefüllte Aktivkohle oder ein Molekularsieb ist. Das denitrierte gereinigte Niedertemperatur-Rauchgas wird nach einer Kältewiedergewinnung in einen Schornstein eingeleitet.
  • Ausführungsbeispiel 1: Das Rauchgas mit einem NO-Gehalt von 500 mg/Nm3 wird auf 0 °C gekühlt. Es strömt mit einer Flussrate von 1L/min durch Aktivkohle von 5 g (Fluggeschwindigkeit = 6000 h-1). Der Zusammenhang zwischen dem NOx-Gehalt des Rauchgases nach dem Durchströmen einer Aktivkohlenbettschicht und der Zeit ist in 3 gezeigt. Die Aktivkohlenbettschicht-Penetrationszeit und die effektive Adsorptionsquantität von NOx sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • Ausführungsbeispiel 2: Es wird das Verfahren wie im Ausführungsbeispiel 1 durchgeführt, aber mit dem Unterschied, dass die Temperatur des Rauchgases auf -30 °C gesenkt ist. Der Zusammenhang zwischen dem NOx-Gehalt des Rauchgases nach dem Durchströmen durch eine Aktivkohlenbettschicht und der Zeit ist in 4 gezeigt. Die Aktivkohlenbettschicht-Penetrationszeit und die effektive Adsorptionsquantität von NOx sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel: Es wird das Verfahren wie im Ausführungsbeispiel 1 durchgeführt, mit dem Unterschied, dass die Temperatur des Rauchgases bei Raumtemperatur gehalten wird. Der Zusammenhang zwischen dem NOx-Gehalt des Rauchgases nach dem Durchströmen durch eine Aktivkohlenbettschicht und der Zeit ist in 2 gezeigt. Die Aktivkohlenbettschicht-Penetrationszeit und die effektive Adsorptionsquantität von NOx sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1: Vergleich bezüglich der Aktivkohlenbettschicht-Penetrationszeit und der effektiven Adsorptionsquantität von NOx gemäß mehrerer Ausführungsbeispiele
    Ausführungsbeispiel Penetrationszeit (Minute) effektive Adsorptionsquantität von NOx (mg/g)
    NOx-Penetration NO-Penetration NO2-Penetration A0 A50
    Vergleichsbeispiel (Raumtemperatur) 0 0 240 0 0
    Ausführungsbeispiel 1 (0 °C) 230 230 720 27.6 86.4
    Ausführungsbeispiel 2 (-30 °C) 1500 1500 2600 180 312
  • Beachte: A0 ist die korrespondierende effektive Adsorptionsquantität, wenn beim NOx-Bettschichtauslass eine Null-Emission erreicht wird. A50 ist eine korrespondierende effektive Adsorptionsquantität, wenn beim NOx-Bettschichtauslass eine extrem geringe Emission erreicht wird.
  • Als Analyseergebnis ergibt sich, dass NO die Aktivkohlebettschicht unabhängig von der Temperatur zeitlich vor NO2 durchdringt. Die Penetrationszeit des NOx stimmt mit der Penetrationszeit des NO überein. Bei der Raumtemperatur (Vergleichsbeispiel) dringt NOx sofort durch. Damit beträgt die effektive Adsorptionsquantität von NOx 0. Wenn die Rauchgastemperatur auf 0 °C (Ausführungsbeispiel 1) und -30 °C (Ausführungsbeispiel 2) abfällt, erhöhen sich mit sinkender Temperatur die Penetrationszeit und die effektive Adsorptionsquantität rapide. Somit kann NOx unter Verwendung des erfindungsgemäßen Niedertemperatur-Adsorptionsverfahrens bei einer niedrigen Temperatur effektiv adsorbiert und entfernt werden. Dadurch wird eine Null-Emission oder eine extrem geringe Emission erreicht.

Claims (9)

  1. Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases bei einer Niedertemperatur, gekennzeichnet durch - Beaufschlagen des Rauchgases mit Druck nach einer Staubbefreiung und einer Entschwefelung, - Vorkühlen des mit Druck beaufschlagten Rauchgases, - Vorkühlen des mit Druck beaufschlagten Rauchgases, - Kühlen des vorgekühlten Rauchgases auf unter der Raumtemperatur mittels eines Rauchgaskühlsystems (1), - Zuführen des Rauchgases, dessen Temperatur niedriger als die Raumtemperatur ist zu einem Niedertemperatur-Denitrierungssystem (2), in dem eine physikalische Adsorptions-Denitrierung durchgeführt wird, - Vorkühlen des staubbefreiten und entschwefelten Rauchgases mit dem denitrierten Rauchgas und - Zuführen des gereinigten Rauchgases, das Wärme absorbiert hat, zum Abführen zu einem Schornstein.
  2. Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases bei einer Niedertemperatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgekühlte Rauchgas mittelbar mittels eines Wärmeaustauschers oder unmittelbar durch eine Sprühkühlung oder durch eine Kombination von beidem gekühlt wird.
  3. Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases bei einer Niedertemperatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgekühlte Rauchgas stufenweise gekühlt wird, wobei eine Primärkühlung des Rauchgases mittels eines Wärmeaustauschverfahrens oder eines Sprühverfahrens durchgeführt wird.
  4. Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases bei einer Niedertemperatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sekundärkühlung des Rauchgases mittels eines Absorptionsabkühlverfahrens oder eines Kompressionsabkühlverfahrens durchgeführt wird.
  5. Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases bei einer Niedertemperatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kondenswasser, welches nach der Kühlung des Rauchgases anfällt, in einem Behandlungssystem für recyceltes Wasser wiedergewonnen wird.
  6. Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases bei einer Niedertemperatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Denitrierungs-Adsorptionsturm für NOx-Adsorption mit Aktivkohle oder Molekularsieb gefüllt wird.
  7. Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases bei einer Niedertemperatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass adsorbiertes NO2 desorbiert wird, um wiederverwendet zu werden.
  8. Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases bei einer Niedertemperatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmeisolierung für einen Denitrierungs-Adsorptionsturm erfolgt, während im Denitrierungs-Adsorptionsturm die physikalische Adsorptions-Denitrierung durchgeführt wird.
  9. Verfahren für Adsorption und Denitrierung eines Rauchgases bei einer Niedertemperatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gekühlte Rauchgas eine Rauchtemperatur zwischen -30 °C und 0 °C aufweist.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110743313A (zh) * 2019-10-29 2020-02-04 中国华能集团有限公司 一种烟气低温吸附脱硝方法
CN110743312A (zh) 2019-10-29 2020-02-04 中国华能集团有限公司 一种烟气低温吸附脱硝系统及工艺
GB2593593B (en) * 2019-10-29 2024-07-03 Huaneng Clean Energy Res Inst Low-temperature adsorption denitration method for flue gas
CN111569604A (zh) * 2020-05-18 2020-08-25 中国华能集团有限公司 一种烟气低温吸附脱硫方法
CN111569603A (zh) 2020-05-18 2020-08-25 中国华能集团有限公司 一种基于低温吸附原理的烟气一体化脱硫脱硝方法
CN111495113A (zh) * 2020-05-18 2020-08-07 中国华能集团有限公司 一种固定床式烟气低温吸附脱硫系统及方法
CN111841065A (zh) * 2020-08-14 2020-10-30 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 近零排放型烟气多污染物一体化脱除系统及方法
CN113324259A (zh) * 2021-07-07 2021-08-31 山东聪申新能源科技有限公司 一种化石燃料燃烧脱氮降碳排放燃烧机
CN216537812U (zh) * 2021-09-28 2022-05-17 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 用于生物质电厂烟气的低温脱硫脱硝系统
CN113769551B (zh) * 2021-09-28 2023-07-28 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 用于生物质电厂烟气的低温脱硫脱硝方法和系统

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3604946A1 (de) * 1986-02-17 1986-07-31 Mehdi Haji Dr.-Ing. 7259 Friolzheim Javad Verfahren und anlagen zur reinigung von rauchgasen
DE3736306C1 (de) * 1987-10-27 1988-09-29 Didier Eng Rauchgaskanal zur Behandlung eines Rauchgases
DE3804228A1 (de) * 1988-02-11 1989-08-17 Babcock Anlagen Ag Anlage zum behandeln eines rauchgasstromes
US5362463A (en) * 1992-08-26 1994-11-08 University Of De Process for removing NOx from combustion zone gases by adsorption
DE19724286A1 (de) * 1997-06-09 1998-12-10 Linde Ag Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus Gasen
US6103205A (en) * 1997-07-11 2000-08-15 Advanced Fuel Research, Inc. Simultaneous mercury, SO2, and NOx control by adsorption on activated carbon
JP2002530575A (ja) * 1998-11-23 2002-09-17 モービル・オイル・コーポレイション 排気ガス処理用液体尿素添加剤
US6162409A (en) * 1999-03-15 2000-12-19 Arthur P. Skelley Process for removing Nox and Sox from exhaust gas
JP2002355552A (ja) * 2001-05-30 2002-12-10 Yasunori Marubayashi 窒素酸化物処理材、窒素酸化物の処理方法、および排煙の処理方法
GB2416389B (en) * 2004-07-16 2007-01-10 Statoil Asa LCD liquefaction process
US8475752B2 (en) * 2008-06-27 2013-07-02 Basf Corporation NOx adsorber catalyst with superior low temperature performance
US7927572B2 (en) * 2008-09-26 2011-04-19 Praxair Technology, Inc. Purifying carbon dioxide and producing acid
JP5134578B2 (ja) * 2009-04-03 2013-01-30 三菱重工業株式会社 Co2回収装置及びその方法
JP2012143699A (ja) * 2011-01-11 2012-08-02 Babcock Hitachi Kk 排ガス処理システム
CN103347591B (zh) * 2011-02-08 2016-11-23 株式会社Ihi 氧燃烧装置的废气处理系统
JP5598421B2 (ja) * 2011-05-25 2014-10-01 新日鐵住金株式会社 焼結炉排ガスの脱硫・脱硝方法および一酸化炭素酸化触媒の製造方法
CN103301723B (zh) * 2012-03-13 2015-06-17 武汉慧邦环境工程技术有限公司 燃煤电厂烟气同时脱硫脱硝工艺及其系统
JP6015324B2 (ja) * 2012-10-09 2016-10-26 株式会社Ihi 圧縮機不純物除去システム
US9440188B2 (en) * 2012-10-15 2016-09-13 Linde Aktiengesellschaft Method for removing contaminants from exhaust gases
JP6015339B2 (ja) * 2012-10-24 2016-10-26 株式会社Ihi 圧縮機不純物除去システム
JP6056638B2 (ja) * 2013-04-30 2017-01-11 株式会社Ihi 圧縮機不純物分離機構のアルカリ調整剤供給方法及び装置
JP6056637B2 (ja) * 2013-04-30 2017-01-11 株式会社Ihi 圧縮機不純物分離機構の腐食防止方法及び装置
CN104785102A (zh) * 2015-03-26 2015-07-22 东华工程科技股份有限公司 一种节能高效的脱N2O和NOx工艺
CN105498821B (zh) * 2015-12-17 2018-06-12 苏州大学 一种用于催化降解氮氧化物的复合材料及其制备方法和用途
JP6743433B2 (ja) * 2016-03-16 2020-08-19 株式会社Ihi 二酸化炭素の回収方法及び回収装置
CN105688616B (zh) * 2016-04-08 2019-07-16 洛阳瑞昌环境工程有限公司 一种湿法脱硫后烟气冷凝除霾脱白设备及工艺方法
CN105854541A (zh) * 2016-05-20 2016-08-17 武汉理工大学 一种吸附氧化结合液相吸收还原脱除氮氧化物的方法
CN106039940A (zh) * 2016-08-08 2016-10-26 辽宁信威环保科技有限公司 废气脱硫脱硝的废酸回收利用装置
US10239016B2 (en) * 2016-12-07 2019-03-26 Nuorganics LLC Systems and methods for nitrogen recovery from a gas stream
CN106582224A (zh) * 2016-12-12 2017-04-26 万华化学集团股份有限公司 一种含氯气的高浓度nox废气处理方法
CN108211698A (zh) * 2016-12-14 2018-06-29 李平 燃煤烟气所有污染物四级净化系统及方法
CN106731538A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 福建龙净脱硫脱硝工程有限公司 一种干法脱硫除尘系统及其烟气节水装置
CN106861378A (zh) * 2017-04-11 2017-06-20 镇海石化工程股份有限公司 一种湿法脱硫烟气处理方法
CN107008143A (zh) * 2017-05-17 2017-08-04 中国计量大学 一种防石膏雨的新型scr脱硝系统
CN108114583B (zh) * 2017-08-16 2021-06-25 山东天境环保科技有限公司 控制烟气相关大气酸性颗粒物及低碳治霾方法和系统
CN108371878A (zh) * 2018-01-23 2018-08-07 黄冈师范学院 一种氮氧化物尾气综合利用的方法
CN108310968A (zh) * 2018-02-02 2018-07-24 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种实现超低温烟气中NOx高效脱除及其资源化利用的方法及工艺系统
CN108310958A (zh) 2018-03-22 2018-07-24 佛山市金净创环保技术有限公司 一种食品加工设备用尾气处理装置
CN108479332A (zh) * 2018-04-16 2018-09-04 天津华赛尔传热设备有限公司 一种低温烟气脱硫脱硝消白系统
CN108654221B (zh) * 2018-05-16 2023-12-22 程伟良 一种烟气脱水系统及其脱水方法
CN108970352A (zh) * 2018-06-19 2018-12-11 山东师范大学 一种烟道尾气低温脱硝方法
CN108554145A (zh) * 2018-06-28 2018-09-21 广东佳德环保科技有限公司 一种烟气脱硫脱硝除尘脱白装置
CN109550371A (zh) * 2018-12-25 2019-04-02 清华大学 烟气中可凝结颗粒物和水分的处理方法和装置以及燃煤烟气处理系统
CN109966917B (zh) * 2019-04-22 2023-09-26 华能国际电力股份有限公司 一种节电型烟气no电催化氧化系统及方法
CN110131742B (zh) * 2019-06-16 2024-04-26 清华大学 基于余热驱动的锅炉排烟全成分治理及资源化回收方式
CN110152478A (zh) * 2019-06-18 2019-08-23 中国华能集团有限公司 一种基于物理吸附前置氧化的烟气湿法脱硝系统及方法
CN110743313A (zh) * 2019-10-29 2020-02-04 中国华能集团有限公司 一种烟气低温吸附脱硝方法

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