FI88464B - Foerfarande foer minskning av maengden av kvaevets oxider och minimering av bildningen av andra foerorenheter - Google Patents
Foerfarande foer minskning av maengden av kvaevets oxider och minimering av bildningen av andra foerorenheter Download PDFInfo
- Publication number
- FI88464B FI88464B FI890165A FI890165A FI88464B FI 88464 B FI88464 B FI 88464B FI 890165 A FI890165 A FI 890165A FI 890165 A FI890165 A FI 890165A FI 88464 B FI88464 B FI 88464B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- treatment
- exhaust gas
- nitrogen oxides
- curve
- agent
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/54—Nitrogen compounds
- B01D53/56—Nitrogen oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00054—Controlling or regulating the heat exchange system
- B01J2219/00056—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
- B01J2219/00058—Temperature measurement
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
1 88464
Menetelmä typen oksidien määrän pienentämiseksi ja muiden epäpuhtauksien muodostumisen minimoimiseksi. - Förfarande för minskning av mängden av kvävets oxider och minimering av bildningen av andra förorenheter.
Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä, Jonka avulla voidaan pienentää typen oksidien (NO ) määrää hlilipitoi- Λ sen polttoaineen palamisesta saadussa poistokaasussa, erityisesti runsashappisessa poistokaasussa samalla, kun minimoidaan muiden epäpuhtauksien, kuten ammoniakin (NH^) ja/tai hiilimonoksidin (CC) muodostuminen.
Hiilipitoiset polttoaineet voidaan saada palamaan täydellisemmin ja niin, että hiilimonoksidin ja palamattomien hiilivetyjen päästöt ovat pienemmät, kun käytetyt happi-konsentraatiot ja ilma/polttoaine-suhteet sallivat korkeat liekkilämpötilat. Kun fossiilisia polttoaineita käytetään suspensiokuumennetuissa kattiloissa, kuten suurissa laitos-kattiloissa, muodostuvat lämpötilat ovat yli 1100°C ja tyypillisesti 1200 - noin 1650°c. Tällaisilla korkeilla lämpötiloilla, kuten myös kuumilla kohdilla, joissa lämpötilat ovat vieläkin korkeammat, on valitettavasti taipumus :: aiheuttaa termisen NO : n muodostumista, koska lämpötilat * * Λ ovat niin korkeita, että muodostuu vapaita happi- ja typpi-radikaaleja, jotka kemiallisesti yhtyvät typen oksideiksi. Typen oksideja voi muodostua jopa kiertävällä leijukerrok-:·. sella varustetuissa kattiloissa, joissa toimintalämpötilat ovat tyypillisesti 700 - 930°C.
Typen oksidit ovat hankalia epäpuhtauksia, joita esiintyy kattiloiden palamispoistokaasuissa, kun näitä kuumennetaan edellä kuvatulla tavalla, la ne muodostavat pääasiallisen : ärsyttävän aineen savusumussa. Typen oksidien uskotaan : lisäksi osallistuvan valokemiallisena savusumun muodostu- misena tunnettuun tapahtumaan reaktiosarjän kautta auringonvalon ja hiilivetyjä; läsnäollessa. Typen oksidit ovat ’ ’ 2 38464 lisäksi eräs merkittävä osatekijä happosateessa.
Suspensiokuumennetussa tai kiertävällä leijukerroksella varustetussa kattilassa vallitsevat lämpötilat tekevät valitettavasti yleisimmät NOx-konsentraatioidcn alentamis-menetelmät, kuten poistokaasun pesun tai katalyyttiverkot joko epätaloudelliseksi tai toteuttamiskelvottomiksi tai molemmiksi, erityisesti, kun lisäksi on minimoitava muiden epäpuhtauksien, kuten ammoniakin (NH^) ja/tai hiilimonoksidin (CO) muodostuminen.
Viime vuosina on voimakkaasti kehitetty menetelmiä ja seoksia, joilla voidaan alentaa typen oksidien määrää hiilipitoisen polttoaineen palamisesta saadussa poisto-kaasussa. Sellaisten aineiden kuin savusumun ja happosateen aiheuttamiin t^rveysriskeihin ja ympäristön vahingoittumiseen kohdistuvan huomion kasvaessa on oletettavissa, että NO - Λ määrän alentamistutkimukset yhä jatkuvat.
Useimmat menetelmät, joilla typen oksidien määriä alennetaan, ovat aikaisemmin keskittyneet mahdollisimman suurten NO -alenemismäärien saavuttamiseen puuttumatta ongelmiin, jj : jotka johtuvat muiden epäpuhtauksien, kuten ammoniakin : ja hiilimonoksidin muodostumisesta. Äskettäin ovat Epperly, • · · :··: Peter-Hoblyn, Shulof ja Sullivan ainutlaatuisessa NO : in pienentämisperiaatteiden sovellutuksessa esittäneet US-patentetihakemuksessa "Multi-Stage Process for Redoing • · · i . the Concentration cf Pollutants in an Effluent" sarjanumero • · · ^ 022,716, jätetty 6.3.1987, menetelmän, jolla NO -määrää Λ voidaan oleellisesti alentaa monivaiheisella injisointi-menetelmällä tuottamatta huomattavaa määrää muita epäpuhtauksia. Tämän esitetyn menetelmän kohteena on kuitenkin • · · ·.* · pikemminkin muiden epäpuhtauksien alhaisen pitoisuuden ylläpito kuin mahdollisimman suuren typen oksidien vähenemisen saavuttaminen, koska kutakin injisointia ei ole tarkoitettu * · ... NO :in pienentämismäärän maksimoimiseen vaan muiden epä-
* X
• · · • · • · · » 3 88464 puhtauksien muodostumisen minimoimiseen.
Vaikkakin menetelmällä voidaan tehokkaasti pienentää typen oksidien määrää poistokaasussa, se seikka, että NO :in Λ pieneneminen ei ole maksimoitu jokaisessa injisoinnissa, osoittaa, että määriä on mahdollista vieläkin alentaa.
Lisäksi alan aikaisemmissa julkaisuissa, joissa on esitetty menetelmiä, joilla voidaan tuottaa vähemmän muita epäpuhtauksia, tämä tapahtuu suhteellisen staattisissa olosuhteissa eikä niissä oteta huomioon tai kompensoida usein esiintyviä muutoksia poistokaasun olosuhteissa, kuten poistokaasun lämpötilan vaihteluja kuormituksen muuttuessa. Edelleen tarvitaan siten menetelmää, jolla voidaan alentaa typen oksidien määrää maksimaalisesti muodostamatta oleellisia määriä muita epäpuhtauksia käytännön poistokaasun olosuhteissa.
Esillä oleva keksintö täyttää tämän tarpeen ja tuo esiin tavan kontrolloida NO -määrää yhdessä muiden epäpuhtauksien Λ kanssa vaihtelevissa sekä vakiona pysyvissä kuormitusolosuh-teissa myös määrällisesti tavalla, jota ei koskaan aikaisemmin ole ollut käytettävissä. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti menetelmässä lisätään (useimmiten injisoimalla) poistokaasuun NO -määrää alentavaa käsittelyainetta NO -
·· · X X
·’· määrää alentavalla käsittelytavalla sellaisissa olosuhteissa, l»· että käsittelyaine toimii typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyränsä korkean lämpötilan eli oikealla puolella, erityisesti käyrän tasanteen korkean • · ! . lämpötilan eli oikealla puolella.
• * « ·
Esillä olevan keksinnön eräänä tavoitteena on pienentää merkittävästi typen oksidien määriä tuottamatta oleellisia määriä muita epäpuhtauksia toteuttamalla käsittelytapa • » • · samalla, kun seurataan poistokaasun tilaa ja, kun poisto- kaasun tilassa havaitaan muutos, säätämällä käsittelytapaa « muuttamalla yhtä tai useampaa käsittelytavan parametriä * niin, että toteutetaan säädetty käsittelytapa, joka toimii « typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäy- * • » * 8 8 464 rälläan enemmän oikealla kuin alkuaan toteutettu käsitctly-tapa typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötila-käyrällään.
Esillä olevan keksinnön toisena tavoitteena on merkitsevästi alentaa typen oksidien määriä tuottamatta oleellisia määriä muita epäpuhtauksia määrittämällä typen oksidien alencmis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrät kullekin monista käsittelytavoista ja toteuttamalla käsittelytapa, joka sillä heteellä vallitsevassa poistokaasun tilassa toimii käyrällään enemmän oikealla kuin muut.
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on edelleen merkittävästi alentaa typen oksidien määriä tuottamatta oleellista määrää muita epäpuhtauksia toteuttamalla käsittelytapa ja säätämällä käsittelytavan 1isäämispaikkaa niin, että lisääminen saadaan toimimaan eri poistokaasun lämpötilassa ja näin käsittelytapa saadaan toimimaan enemmän kohti typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyränsä tasanteen oikeaa puolta.
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on edelleen merkittävästi alentaa typen oksidien määriä tuottamatta oleellisia määriä ♦ · · muita epäpuhtauksia toteuttamalla käsittelytapaa olosuh- eissa, joissa voidaan poistokaasun typen oksidien konsentraa- m ·'*«' tiota alentaa, 3a sen jälkeen muuttamalla yhtä tai useampaa käsittelytavan parametriä niin, että käsittelytavan typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun iämpetilakäyrä siirtyy kohti käyrän tasanteen oikeaa puolta.
*
Esillä olevan keksinnön, tavoitteena on edelleen merkittävästi alentaa typen oksidien määriä tuottamatta oleellisia määriä muita epäpuhtauksia toteuttamalla käsittelytapa, « määrittämällä sen typen oksidien alenemis-versus-poistokaa-sun lämpötilakäyrän paikka, jossa käsittelytapa toimii, ··.’ ja muuttamalla yhtä tai useampaa käsittelytavan parametriä • « 5 83464 niin, että muutettu käsittelytapa toimii typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrällään enemmän oikealla.
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on edelleen merkittävästi alentaa typen oksidien määriä tuottamatta oleellisia määriä muita epäpuhtauksia toteuttamalla käsittelytapa ja muuttamalla yhtä tai useampaa käsittelytavan parametriä niin, että ajetaan reaktiota tai reaktioiden sarjaa, jolla käsittelytapa alentaa typen oksideja, kohti muiden epäpuhtauksien pienempää muodostamista samalla, kun oleellisesti säilytetään typen oksidien vähenemistaso.
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on edelleen merkittävästi pienentää typen oksidien määrää tuottamatta oleellisia määriä muita epäpuhtauksia toteuttamalla käsittelytapa samalla, kun seurataan kattilan käyttökuormitusta ja muutetaan yhtä tai useampaa käsittelytavan parametriä, kun kattilan kuormituksessa havaitaan merkittävä muutos, säädetyn käsittelytavan toteuttamiseksi.
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on edelleen merkittä- • .·. västi vähentää typen oksidien määrää tuottamatta oleellisia ..·. määriä muita epäpuhtauksia toteuttamalla käsittelytapa olosuhteissa, joissa käsittelytapa toimii typen oksidien » · alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrällään käyrän tasanteesta oikealla olevassa kohdassa, ja säätämällä * yhtä tai useampaa käsittelytavan parametriä niin, että ''·* säädetty käsittelytapa siirtyy kohti käyrän tasannetta.
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on edelleen selvittää poistokaasun tila toteuttamalla käsittelyt \pa, mittaamalla poistokaasun tila ja määrittämällä typen oksidien alenenis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrän avulla, missä tilassa ’ ; poistokaasu oli ennen käsittelytavan toteuttamista.
9 · • · · ’···’ Seuraavan yksityiskohtaisen kuvauksen avulla nämä ja muut • ♦ • ♦ ψ • ψ • · • · 6 88464 esillä olevan keksinnön tavoitteet on helpompi ymmärtää ja keksinnön edut käyvät selvemmin ilmi, erityisesti, kun kuvaus luetaan yhdessä mukaan liitettyjen piirustusten kanssa. Näissä piirustuksissa:
Kuviot 1 ja la esittävät graafisesti esimerkin I tuloksia.
Kuvio 2 esittää graafisesti esimerkkien Ha, Hb ja Ile tuloksia.
Kuviot 3a-c esittävät graafisesti esimerkkien lila, Illb ja IIIc tuloksia.
Kuviot 3d-f esittävät graafisesti jäljempänä kuvattujen esimerkkien Ula, Illb ja IIIc tuloksia.
Kuvio 4 esittää graafisesti esimerkin IV tuloksia.
Tässä kuvauksessa käytettynä nimitys: "typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrä" viittaa tulospisteiden käyrään, joka on muodostettu, kun käsittelytapa suoritetaan lisäämällä käsittelyainetta : poistokaasuun eri poistokaasun lämpötiloissa ja mitataan • ♦ · ·:··} typen oksidien määrän aleneminen kussakin syö ttö lämpö- ·*·. tilassa (ja ilmoitetaan tavallisesti prosentteina perus- • · • · * .·:·. tasosta) ; * · · ’ * "käyrän tasanne” viittaa typen oksidien alenemis-versus- poistokaasun lämpötilakäyrän alueeseen, jossa NO :in vähe- Λ neminen on oleellisesti maksimissaan jollakin lämpötila-välillä ja joka mieluummin käsittää vähintään kaksi tulos- • · · : pistettä (alan ammattimies luonnollisesti tietää, että • · v.: käyrän tasanne ei välttämättä ole tasainen johtuen "tulos-· ...· ten hajonnasta" ja muista tulosten muodostumiseen käytän- » · nössä vaikuttavista seikoista); * • · · * » • · • · m ·»«· • · 1 88464 "korkean lämpötilan puoli" tai "oikea puoli" viittaa kyseessä olevalla typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpö-tilakäyrällä olevaan mihin tahansa pisteeseen, joka esittää saavutettua vähenemistä, kun käsittelytapa suoritetaan korkeammassa lämpötilassa kuin alkuperäinen lämpötila, jossa käsittelytapa toteutettiin; "käsittelytapa" viittaa käsittelyaineen lisäämiseen (kuten injisoimalla) poistokaasuun ja olosuhteisiin, joissa käsittelyaine lisätään, kuten käsittelyaineen komponentteihin (millä tarkoitetaan käsittelyaineen ainesosia tai kemiallista formulaatiota), käsittelyaineen laimentamiseen (millä tarkoitetaan käsittelyaineen komponenttien konsentraatiota, kun käsittelyaine on liuos), käsittelyaineen komponenttien suhteelliseen läsnäoloon (millä tarkoitetaan kemiallisen formulaation, josta käsittelyaine koostuu, muodostavien komponenttien suhteellista painomäärää tai jakeita) jne.; "käsittelyaine" viittaa seokseen, joka sisältää vähintään yhtä alentavaa kemikaalia, so. epäpuhtauden määrää alentavaa kemikaalia, joka kykenee alentamaan NO -määrää, rikin Λ ; oksidien (SO ) määrää tai muuten epäpuhtauksien määrää • ·· · , .·. helpottamalla reaktiota (nimitys "reaktio" viittaa yhteen • · .**. ainoaan reaktioon tai reaktioiden sarjaan), ja mieluummin • · liuotinta; • · · • · · • "poistokaasun tila" viittaa minkä tahansa tai useamman parametrin, joita voidaan käyttää poistokaasun karakteri-soimiseen, vallitsevaa tilaa, kuten lämpötilaan, typen oksidien määrään, ammoniakin määrään, hiilimonoksidin määrään, happiylimäärään, rikkioksidien määrään jne.; • * "normalisoitu stökiömetrinen suhde" (NSR) viittaa alenta- • · ; · vien radikaalien, kuten NH -radikaalien, jossa x on koko- • · Λ naisluku, uskotaan olevan sen käsittelyaineen antaman osan, joka helpottaa NO :in hajoamiseen johtavaa reaktioiden • Λ 8 88464 sarjaa) konsentraation suhteeseen poistokaasun typen oksidien konsentraatioon, ja se voidaan ilmoittaa suhteena
/NH ///NO / (NSR-suhteen asemesta voidaan vaihtoehtoisesti X X
käyttää käsittelyaineen moolisuhdetta NC>x-konsentraa\;ioon, kun alentamisen kemiaa ei ole täysin selvitetty; tässä yhteydessä käytettynä nimitys NSR käsittää myös kyseisen moolisuhteen) ; "oksygenoitu hiilivety" viittaa hiilivetyyn, joka sisältää happea tai happipitoisen ryhmän; "sokeri" viittaa moniin hyödyllisiin sakkaridi-materiaaleihin, jotka kykenevät pienentämään NO -konsentraatiota poistokaa-
A
sussa tässä yhteydessä kuvatuissa olosuhteissa; näihin kuuluvat ei-pelkistävät ja pelkistävät vesiliukoiset monosak-karidit ja pelkistävät ja ei-pelkistävät polysakkaridit ja niiden hajoamistuotteet, kuten pentoosit, mukaanlukien aldopentoosit, metyylipentoosit, keptopentoosit, kuten ksyloosi ja arabinoosi, deoksialdoosit, kuten ramnoosi, heksoosit ja pelkistävät sakkaridit, kuten aldoheksoosit, kuten glukoosi, galaktoosi ja mannoosi, ketoheksoosit, kuten fruktoosi ja sorboosi, disakkaridit, kuten laktoosi • · : ja maltoosi, ei-pelkistävät disakkaridit, kuten sakkaroosi ja muut polysakkaridit, kuten dekstriini ja raffinoosi, hydrolysoidut tärkkelykset, jotka sisältävät komponentteinään oligosakkarideja, ja veteen dispergoituvat polysakkaridit; »ti • * • "aminohappo" viittaa mihin tahansa orgaaniseen happoon, jossa ainakin osa ei-happovedystä on korvattu yhdellä tai useammalla aminoryhmällä ja jolla sen vuoksi on sekä emäksisiä että happamia ominaisuuksia; • · » "proteiini" viittaa polymeeriseen yhdisteeseen, joka sisältää aminohappojen polymeroitumis- tai kondensoitumistuotetta; m • · m \ "kuorittu maito" viittaa maitoon, josta rasva on poistettu osittain tai kokonaan; ja » m • · 9 88464 "maitojauhe" viittaa rasvattomaan kuivamaitoon, joka on saatavissa kaupallisesti nimellä Carnation Instant Non-Fat Dry Milk Carnation Company of Los Angeles-yhtiöstä, California.
Sopiviin käsittelyaineisiin, joiden tiedetään tehokkaasti alentavan typen oksideja, kuuluvat urean tai ammoniakin vesiliuokset tai kaasumainen ammoniakki, kuten on esitetty vireillä olevassa ja julkisesti siirretyssä US-patenttiha-kemuksessa "Reduction of Nitrogen- and Carbon-Based Pllutants Through the Use of Urea Solutions", sarjanumero 784,826, jätetty 4.10.1985 (Bowers); vireillä olevassa ja julkisesti siirretyssä US-patenttihakemuksessa "Reduction of Nitrogen Based Pollutants Through the Use of Urea Solutions Containing Oxygenated Hydrocarbon Solvents", sarjanumero 784,828, jätetty 4.10.1985 (Bowers); ja US-patentissa n:o 3,900,554 (Lyon), jotka kaikki julkaisut on tässä yhteydessä mainittu viitteenä.
Käsittelyaineiden, jotka sisältävät muita seoksia, kuten heksametyleenitetramiinia (HMTA), etyleeniglykolia, furu-raalia, hiilivetyjä, sokeria, maitoa tai kuorittua maitoa, • · **.* aminohappoja, proteiineja ja monoetanoliamiineja, on useissa • · *·.’ julkaisuissa esitetty alentavan tehokkaasti typen oksidien • · · · määrää poistokaasuissa yhdistelmänä urean tai ammoniakin ···’ vesiliuosten kanssa.
• •m * · • » • · Näihin julkaisuihin kuuluu vireillä oleva ja julkisesti siirretty US-patenttihakemus "Reduction of Nitrogen- and
Carbon-Based Pollutants", sarjanumero 906,671, jätetty 6.9.1986 (Bowers). Muita julkaisuja, joissa tällaisten :·. seosten käyttäminen on esitetty, ovat vireillä oleva ja • « .·. julkisesti siirretty US-patenttihakemus "Process for the • · ·’. Reduction of Nitrogen Oxides in an Effluent", sarjanumero "· 014,431, jätetty 13.2.1987 (Epperly ja Sullivan); vireillä » ♦ oleva ja julkisesti siirretty US-patenttihakemus "Process • · ·· 10 88464 for the Reduction of Nitrogen Oxides in an Effluent Using a Heterocyclic Hydrocarbon", sarjanumero 25,493, jätetty 13.3.1987 (Epperly ja Sullivan); vireillä oleva ja julkisesti siirretty US-patenttihakemus "Process for the Reduction of Nitrogen Oxides in an Effluent Using Sugar", sarjanumero 25,350, jätetty 13.3.1987 (Epperly ja Sullivan); ja vireillä oleva ja julkisesti siirretty US-patenttihakemus "Process for the Reduction of Nitrogen Oxides in an Effluent Using a Hydroxy Amino Hydrocarbon", sarjanumero 039,013, jätetty 15.4.1987 (Sullivan ja Epperly), jotka kaikki julkaisut on tässä yhteydessä mainittu viitteenä.
Muita käsittelyaineita, joita voidaan eräissä olosuhteissa injisoida poistokaasuun sen typen oksidien määrän alentamiseksi, ovat hiilivedyt, kuten oksygenoitu hiilivety, nitro-genoitu hiilivety, kuten hydroksiamino-hiilivety tai vetyperoksidi, jotka on esitetty vireillä olevassa ja julkisesti siirretyssä US-patenttihakemuksessa "Process for Reducing Nitrogen Oxides in an Effluent Using a Hydrocarbon or Hydrogen peroxide", sarjanumero 022,799, jätetty 6.3.1987 (Sullivan); tämä julkaisu on tässä yhteydessä mainittu viitteenä.
Jonkin käsittelytavan typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrä käsittää käyrän tasanteen, joka, kuten edellä on kuvattu, osoittaa, missä käsittelytavan aikaansaama NO ; in aleneminen on maksimissaan, ja että tämä maksimimäärä oleellisesti säilyy yli jonkin poistokaasun lämpötila-alueen. Kuviossa 1 on annettu esimerkki typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrästa käsittelytavalle, joka on esitetty olevan tehokkaan typen oksidien määrää alentava käsittelytapa. Kuvio 1 on typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrä käsittelytavalle, jossa käsittelyainetta, joka sisältää 10 paino-% ureaa, 4 paino-% heksametyleenitetramiinia ja 10 paino-% furfuraalia, injisoidaan poistokaasuun 300 ml/tunti ja jossa hapen ylimäärä poistokaasussa on 3,0 % il 83464 tilavuudesta laskettuna.
Kuvion 1 käyrän tasanne esittää typen oksidien alenemista, joka saadaan aikaan toteuttamalla esitetty käsittelytapa poistokaasun lämpötilavälillä 832 - 916°C (alan ammattimiehelle on selvää, että normaaleista koevaihteluista johtuen käyrän tasanteessa ja itse asiassa itse typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrässä esiintyy kullakin tietyllä käsittelytavalla pieniä vaihteluita joka kerta, kun se määritetään kokeellisesti). Huomattakoon, että tällä lämpötilavälillä saadaan tällä käsittelytavalla mahdollisimman suuri typen oksidien määrän aleneminen.
Pelkästään typen oksidien määrän alenemisen maksimointi ei kuitenkaan riitä. Huolenpidon kohteena ei ole vain typen oksidien määrä poistokaasu.—:1 vaan myös muiden epäpuhtauksien, kuten ammoniakin ja hi.limonoksidin, joita usein muodostuu NO :in määrän alentamisprosessissa, määrä. Esimer-
A
kiksi, kun NO -määrää pienennetään käyttämällä käsittelyä!- Λ netta, joka sisältää ureaa tai pelkästään ammoniakkia, muodostuu ammoniakkia, kun taas jos NO :in määrän aleneminen saadaan aikaan käyttämällä käsittelyainetta, joka sisältää ureaa tai esitetyllä tehostusaineella tehostettua ammoniakkia : tai käyttämällä hiilivety-käsittelyainetta, muodostuu ammoniakkia ja hiilimonoksidia.
’:"r Ammoniakin läsnäoloa poistokaasussa tulisi välttää mm.
siitä syystä, että se voi reagoida S03”:n kanssa muodostaen : ammoniumbisulfaattia, joka voi liata kattilan lämmönvaihto- pinnat. Ammoniakilla on lisäksi haitallisia vaikutuksia ympäristön ilmanlaatuun, kuten hiilimonoksidillakin. Jos typen oksidien alenemismäärän maksimointi johtaa muiden epäpuhtauksien huomattavien määrien muodostumiseen, niin ... tällainen maksimointi ei ole tulosta tuottavaa. Edellä • · « tarkastellun mukaisesti alalla on aikaisemmin yritetty ’·/] korjata tämä alentamalla typen oksidien määrää vain niin ·:1·: paljon kuin voidaan saavuttaa muodostamatta muita epäpuh- tauksia.
* · · • 1 » · 1 · 12 88464
Nyt on yllättäen löydetty menetelmä, jolla voidaan maksimoida typen oksidien määrän aleneminen ja samalla minimoida muiden epäpuhtauksien muodostuminen. On todettu, että toimiminen jonkin käsittelytavan typen oksidien alcnemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrän korkean lämpötilan puolella eli oikealla puolella oleellisesti pienentää muiden epäpuhtauksien, kuten ammoniakin ja hiilimonoksidin muodostumista. Itse asiassa on havaittu, että toimiminen typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrän tasanteella missä tahansa pisteessä, joka on enemmän oikealla kuin tämänhetkinen toiminta, pienentää muiden epäpuhtauksien muodostumista ja samalla säilyttää typen oksidien määrän alenemisen maksimissa.
Tämä yllättävä ja edullinen tulos on hyvin osoitettu kuvioissa 1 ja la, jotka esittävät graafisesti esimerkin I tuloksia.
Kuten edellä jo mainittiin, kuvio 1 esittää typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrää eräälle käsittelytavalle, joka tehokkaasti alentaa typen oksidien määrää hiilipitoisen polttoaineen palamisesta saadussa poistokaasussa. Kuvio la esittää samaa typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrää, jossa kuvassa on mukana käyrän kussakin pisteessä havaitut ammoniakin ja • hiilimonoksidin pitoisuudet. Vaikkakin NO :in aleneminen Λ m" on maksimissaan koko käyrän tasanteella (so. injisointi *: tapahtuu lämpötilavälillä noin 832 - noin 516°C), voidaan havaita, että injisoinnin suorittaminen käyrän tasanteen oikealla puolella (so. korkeammissa lämpötiloissa tasanteen lämpötila-alueella) johtaa oleellisesti pienempään ammoniakin ja hiilimonoksidin muodostumiseen.
Enemmän käyrän oikealla puolella tapahtuvaan toimintaan voidaan päästä kahdella menetelmällä. Ensiksikin käyrällä oleva kohta, jossa käytetty käsittelytapa toteutetaan, .· voidaan siirtää enemmän oikealle suorittamalla käsittely-tapa korkeammassa poistokaasun lämpötilassa. Kuvvioista 1 ja la voidaan helposti havaita, että käsittelytavan 13 88464 suorittaminen korkeammassa poistokaasun lämpötilassa siirtää käyrällä tapahtuvan toiminnan paikkaa enemmän oikealle, millä näin pienennetään muiden epäpuhtauksien muodostamista samalla, kun typen oksidien määrän aleneminen säilyy maksimissa.
Käsittelytavan toteuttaminen korkeammassa poistokaasun lämpötilassa voidaan tehdä lisäämällä käsittelyaine kohtaan, jossa poistokaasun lämpötila on korkeampi, so. alkuperäisestä syöttökohdasta ylävirran puolella sijaitsevaan kohtaan (tai lähemmäksi liekkivyöhykettä). Tämä käsittelytavan toteuttamismenetelmä korkeammassa poistokaasun lämpötilassa voi joskus olla epäkäytännöllistä, koska pääsy kattilan sisäosaan usein rajoittuu määrättyihin kohtiin vcsiputkistosta jne. johtuen. Usein on siten mahdotonta suorittaa syöttäminen kohdassa, jossa poistokaasun lämpötila on halutun korkuinen. Toimiminen paljon korkeammassa poistokaasun lämpötilassa voi siirtää käyrällä olevan toiminnan paikkaa liian paljon oikealle ja yli tasanteen, mikä pienentää NO :in määrän Λ alenemista.
Myös kattilan käyttökuormituksen (so. polttoaineen syöttö-nopeuden) muuttaminen voi muuttaa poistokaasun lämpötilaa ja tätä voidaan ainakin teoriassa käyttää nostamaan poisto-kaasun lämpötilaa käsittelyaineen syöttökohdassa lisäämällä käyttökuormitusta. Kattilan käyttökuormituksen muuttaminen . ei kuitenkaan käytännössä ole suositeltavaa, koska poisto- ; kaasun tila muuttuu useamman parametrin kuin lämpötilan suhteen, kuten jäljempänä on yksityiskohtaisemmin tarkasteltu. Poistokaasun lämpötilan mukana muuttuvat typen oksidien määrä sekä muutkin parametrit, kuten ammoniakin määrä ja hiilimonoksidin määrä. Lisäksi kattilan käyttökuor-mitus pidetään tavallisesti määrätyllä tasolla, jotta saataisiin määrätty, haluttu teho, eikä sen muuttaminen ole käytettävissä keinona, jota voidaan muuttaa NO :in Λ ; määrän alentamiseksi.
14 88464
Toisessa menetelmässä, jossa voidaan toimia käyrällä enemmän oikealla, muutetaan yhtä tai useampaa toteutettavan käsittelytavan parametriä. Muutettu parametri voi olla esimerkiksi käsittelyaineen komponentit, liuoksessa olevan käsittelyaineen laimennus, jolloin samanaikaisesti muutetaan käsittelyaineen syöttönopeutta, jotta säilytettäisiin käsittelytavan NSR-suhde (edellä tarkastellun mukaisesti voi NSR-suhde viittata myös käsittelyaineen ja typen oksidien perustason väliseen moolisuhteeseen), käsittelyaineen komponenttien suhteellinen määrä tai minkä tahansa edellisten yhdistelmät. Muuttamalla käsittelytavan parametrejä korvataan alkuperäinen typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrä muutetun käsittelytavan typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrällä. Valitsemalla muutettava parametri (parametrit) ja tapa, jolla niitä muutetaan, voidaan korvata alkuperäinen käyrä käyrällä, joka on "siirtynyt" vasemmalle, jolloin toiminta siirretyllä käyrällä saadaan enemmän oikealla sijaitsevaan kohtaan.
Tätä käsittelytavan muuttamismenetelmää, jolla voidaan toimia käyrällä enemmän oikealla, on havainnollistettu kuvion 2 avulla, joka esittää graafisesti esimerkin II tuloksia. Kuviossa 2 on esitetty typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrän tasanteet kolmelle ·. käsittelytavalle, joissa kussakin lisätään käsittelyainetta poistokaasuun määrätyllä poistokaasun lämpötila-alueella, jolloin syöttömäärä on 300 ml/tunti ja hapen ylimäärä on 3,0 tilavuus-%. Ensimmäisessä käsittelytavassa lisätty käsittelyaine on vesiliuos, jossa on 10 % ureaa ja 15 % furfuraalia; toisessa käsittelytavassa lisätty käsittely-aine on vesiliuos, jossa on 10 % ureaa; ja kolmannessa käsittelytavassa lisätty käsittelyaine on vesiliuos, jossa on 10 % ureaa ja 15 % etyleeniglykolia. Voidaan helposti havaita, että käsittelytavan muuttaminen muuttamalla käsit-telyaineen komponentteja näiden kolmen esitetyn käsittely-; aineen kesken voi siirtää tai muuttaa käyrää ja näin mahdollis taa sen, että käsittelytapa toimii edelleen käyrän oikealla is 88464 puolella.
Esimerkiksi, jos toteutettavassa käsittelytavassa on kyse käsittelyaineesta, joka on 10-prosenttisen urean vesiliuos, ja poistokaasun lämpötila käsittelykohdassa on 957°C, jolloin toimitaan tämän käsittelytavan typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrän tasanteen vasemmalla puolella, niin käsittelytavan muuttaminen muuttamalla käsitetlyaineen komponentteja siten, että injisoidaan 15 % furfuraalia 10-prosenttisen urean kanssa, korvaa alkuperäisen käyrän käyrällä, jossa lisääminen tässä poisto-kaasun lämpötilassa toimii enemmän käyrän tasanteen oikealla puolella. Selmoin, jos toteutettavassa käsittelytavassa on kyse käsittelyaineesta, joka on 10-prosenttinen urean ja 15-prosenttinen furfuraalin vesiliuos, ja jos poistokaasun lämpötila lisäämiskohdassa on 907°c, jolloin toimitaan lähellä tämän käsittelytavan typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrän tasanteen keskikohtaa, niin käsittelytavan muuttaminen muuttamalla käsittelyainetta niin, että 15-prosenttinen furfuraali korvataan 15-prosent-tisella etyleeniglykolilla, korvaa alkuperäisen käyrän käyrällä, jossa lisääminen tässä poistokaasun lämpötilassa toimii enemmän käyrän tasanteen oikealla puolella.
Nämä kaksi esillä olevassa keksinnössä esitettyä menetelmää, joilla voidaan toimia käyrän tasanteella enemmän oikealla, eivät luonnollisesti sulje toisiaan pois, vaan ne voidaan itse asiassa yhdistää. Poistokaasun lämpötilaa voidaan ts. muuttaa yhdessä yhden tai useamman käsittelytavan parametrin kanssa.
Vaikkaki . käsittelytavan suorittaminen 'n mahdollista siirtää käyrän tasanteellaan enemmän oikealle toteuttamalla edellä tarkastellun mukaisesti käsittelytapa korkeammassa lämpötilassa, so. injisoimalla kohtaan, jossa poistokaasun lämpötila on korkeampi), on todennäköisempää, että NO - Λ määrän aleneminen on maksimissaan samalla, kun muiden 16 88 464 epäpuhtauksien mudoostuminen on minimissään, käytettäessä toista näistä kahdesta esitetystä menetelmästä, so. muuttamalla yhtä tai useampaa käsittelytavan parametriä. Käsittelytavan säädön (tai muuttamisen) tarkoituksena on ajaa reaktio, jonka kautta käsittelyaine helpottaa NO -määrän alenemista, kohti käyrän tasanteen oikeaa puolta.
Edellä tarkastellun mukaisesti muuttamalla yhtä tai useampaa käsittelytavan parametriä voidaan päästä säädettyyn (tai uuteen) käsittelytapaan, jolla on erilainen (tai siirretty) typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrä verrattuna alkuperäiseen käsittelytapaan. Analysoimalla etukäteen mahdolliset käsittelytavat ja tuntemalla niille ominaiset typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrat voidaan määrittää käsittelytapa, joka alkuperäisen käsittelytavan asemesta toteutettuna toimii käyrällään enemmän oikealla kuin käyrällään toimiva alkuperäinen käsittelytapa. Itse asiassa voidaan ennustaa tapa, joka toimii käyrän tasanteellaan eniten oikealla kyseisissä olosuhteissa, joissa injisointi halutaan tehdä (so. poisto-kaasun lämpötila injisointikohdassa).
Lisäksi, jos tunnetaan poistokaasun lämpötila injisointi-: kohdassa, käytettävissä olevien käsittelytapojen typen » oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrien tunteminen etukäteen sallii sen, että voidaan alussa valita käsittelytapa, joka toimii käyrän tasanteella eniten oikealla sillä yhä pysyen, jolloin mitään parametriä ei tarvitse i muuttaa.
* · » ·
Kuten kuvioissa 3a-3c, jotka esittävät graafisesti esimerkkien Illa-IIIc tuloksia, on havainnollistettu, voidaan esimerkiksi piirtää typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpö- • · tilakäyrä monille käsittelytavoille, esimerkiksi tavoille, *.· joissa vesiliuoksia, jotka sisältävät 10 paino-% ureaa • » ··« ja vaihtelevat määrät etyleeniglykolia, lisätään poisto- ·. kaasuun tietyllä poistokaasun lämpötilavälillä, jolloin » · • · • · m 9 m ··· 17 38464 lisäysmäärä on 300 ml/tunti ja hapen ylimäärä on 3,0 tilavuus-%. Käyrät muodostavia arvoja voidaan sen jälkeen verrata ja määrittää, mikä käsittelytapa tulisi toteuttaa tämän keksinnön mukaisesti injisointikohdassa vallitsevassa poistokaasun tilassa.
Tämä on helpompi ymmärtää kuvioiden 3d-3f avulla, joissa on graafisesti esitetty typen oksidien määrän aleneminen, ammoniakkimäärä ja hiilimonoksidin määrä kullekin kuvioiden 3a-3c esittämälle kolmelle käsittelytavalle kolmessa määrätyssä poistokaasun lämpötilassa lisäämiskohdassa.
Jos poistokaasun lämpötila lisäämiskohdassa on 849°C, haluttu käsittelytapa on siten alue, jossa käsittelyaineessa on 15 % etyleeniglykolia, kuten on esitetty kuviossa 3d. Jos poistokaasun lämpötila lisäämiskohdassa on 899°C, niin haluttu käsittelytapa on siten tapa, jossa käsittelyaineessa on 10 % etyleeniglykolia, kuten on esitetty kuviossa 3e (käsittelytapa, jossa on 15 % etyleeniglykolia, ei ole toivottu 899°C lämpötilakohdassa, koska vaikkakin kuvion 3e mukaisesti ammoniakin ja hiilimonoksidin määrät ovat alhaisia, myös NO -määrän aleneminen on maksimia Λ pienempi, mikä osoittaa, että käsittelytapa, jossa on . 15 % etyleeniglykolia, toimii typen oksidien alenemis- ’ versus-poistokaasun lämpötilakäyrällään oikealla yli käyrän tasanteen). Jos poistokaasun lämpötila lisäämiskohdassa on 957°C, haluttu käsittelytapa on siten tapa, ' jossa käsittelyaineessa on 5 % etyleeniglykolia, kuten : on esitetty kuviossa 3f. Tämä siksi, että molemmat käsitte lytavat, joissa käytetään 10 % etyleeniglykolia ja 15 % etyleeniglykolia, toimivat oikealla yli käyriensä tasanteiden.
Esillä olevan keksinnön toinen etu tulee esiin tilanteessa, jossa hiilipitoisen polttoaineen palamisesta saadussa poistokaasussa ei saa olla maksimipitoisuutta enemmän toista epäpuhtautta, kuten ammoniakkia ja/tai hiilimonoksidia. Tämän keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää mahdol- 18 88464 lisimman suuren NO -määrän alenemisen saavuttamiseen
X
tai halutun NO -alenemismäärän saavuttamiseen samalla, Λ kun näiden muiden epäpuhtauksien pitoisuus pidetään tätä maksimitasoa alempana.
Tämä voidaan saada aikaan käyttämällä toteutettavan käsittelytavan normalisoitua stökiömetristä suhdetta (NSR). Huomattakoon, että käsittelytavan NSR-arvon kasvaessa tämän käsittelytavan aikaansaama typen oksidien määrän aleneminen kasvaa, kuten myös muiden epäpuhtauksien muodostuminen. Tätä seikkaa voidaan käyttää hyödyksi toteuttamalla käsittelytapa suhteellisen alhaisessa NSR-arvossa, esimerkiksi NSR-arvossa noin 1,0 - noin 1,5, ja käsittelytavan käyrän tasanteen oikealla puolella (käsittelytapa voidaan toteuttaa käyrän tasanteensa oikealla puolella millä tahansa tässä yhteydessä tarkastellulla menetelmällä, joilla käsittelytapa voidaan suorittaa käyrän tasanteensa oikealla puolella). Käsittelyaineen NSR-arvoa voidaan sen jälkeen nostaa (nostamalla käsittelyaineen lisäämis-määrää), kunnes muun epäpuhtauden maksimaalinen taso on saavutettu. Jos epäpuhtauksia, joilla on maksimaalinen taso, on enemmän kuin yksi, NSR-arvoa nostetaan, kunnes ensimmäinen tällainen muu epäpuhtaus saavuttaa maksimi-tasonsa. Tällä cavoin voidaan päästä mahdollisimman korkeaan \ NO -määrän alenemiseen samalla, kun pidetään poistokaasu
* 5C
.: tilassa, jossa muut epäpuhtaudet ovat alle maksimitason.
Esimerkiksi käsittelytavalla, jossa on kyse vesiliuoksesta, jossa on 10 % ureaa ja 15 % etyleeniglykolia ja ’’ jota syötetään poistokaasuun 300 ml/tunti hapen ylimäärän ollessa 3,0 %, on kuviossa 3, joka esittää graafisesti esimerkin 3c tuloksia, esitetty typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrä. Kuviosta 3c voidaan havaita, että tämä käsittelytapa toimii käyränsä vasemmalla puolella poistokaasun lämpötilan ollessa 846°C, käyränsä I keskiosassa poistokaasun lämpötilan ollessa 885°C ja 19 8 8464 käyränsä oikealla puolella poistokaasun lämpötilan ollessa 957°C.
Käsittelytavan NSR-arvon nostaminen näissä kolmessa kohdassa aiheuttaa huomattavan erilaisia tuloksia. Kuten on esitetty kuviossa 4, joka esittää graafisesti esimerkin IV tuloksia, kun käsittelytapa on typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyränsä vasemmalla puolella, NSR-arvon nostaminen johtaa muodostuneen ammo-niakkimäärän jyrkkään nousuun. Ammoniakin muodostuminen kasvaa suhteellisen jyrkästi myös nostettaessa NSR-arvoa silloin, kun käsittelytapa on käyrän keskiosassa. Muodostuneen ammoniakin määrä kasvaa vähitellen, kun NSR-arvoa nostetaan käsittelytavan ollessa käyränsä oikealla puolella. NO -määrän aleneminen voi siten olla paljon suurempi, Λ kun käsittelytapa suoritetaan käyränsä oikealla puolella ennen ammoniakin maksimitason saavuttamista.
Käsittelytavassa, jossa injisoidaan 10 % ureaa ja 15 % etyleeniglykolia sisältävää käsittelyainetta, voidaan kuvion 4 mukaisesti päästä NSK-arvoon 5,47, jos ammoniakin suurin sallittu määrä on 15 miljoonasosaa (ppm), kun käsittelytapa suoritetaan käyränsä oikealla puolella.
:: Sen sijaan yli noin 1,5 suuruiseen NSR-arvoon ei voida päästä, kun käsittelytapa toteutetaan käyrän keskiosalla · tai vasemmalla puolella.
Samalla tavoin, kun halutaan päästä typen oksidien kohde-tasoon, voidaan NSR-arvoa nostaa, kunnes typen oksidien määrän aleneminen riittää typen oksidien tämän tason saavuttamiseen edellyttäen, että ei ylitetä muiden epäpuhtauksien maksimitasoa. Jos käsittelytapa toimii käyrän tasanteensa oikealla puolella, voidaan tällä tavoin saavut-: taa NO -määrän kohdetaso samalla, kun muita epäpuhtauksia Λ .· muodostuu mahdollisimman vähän.
20 8 8 4 64 Tämän keksinnön toinen edullinen ominaisuus on, että keksinnön mukaista menetelmää voidaan käytää NOx-määrien alentamiseen samalla, kun minimoidaan muiden epäpuhtauksein mudostuminen "kuormitusta seuraamalla". "Kuormituksen seuraaminen" viittaa menetelmään, jossa säädetään toteutettavaa käsittelytapaa reagoimalla käyttökuormitukseen, jolla kattilaa kuumennetaan. Kun kattilan käyttökuormitus muuttuu, tapahtuu poistokaasun lämpötilassa muutos. Tällainen muutos poistokaasun lämpötilassa saa luonnollisesti toimintapisteen, joka sijaitsee kyseisen käsittelytavan typen oksidien alentamis-versus-poistokaasun lämpötila-käyrällä, siirtymään joko vasemmalle ja siten kauemmaksi muiden epäpuhtauksien minimoinnista tai oikealle, mahdollisesti yli käyrän tasanteen ja käyrän oikeanpuoleiselle rinteelle ja siten etäämmäksi typen oksidien maksimaalisesta alenemisesta.
Korvaamalla senhetkinen käsittelytapa uudella käsittelytavalla, so. säätämällä yhtä tai useampaa käsittelytavan parametriä, kuten käsittelyaineen laimennusta ja lisää-mismäärää, käsittelyaineen komponentteja ja käsittely-aineen komponenttien suhteellisia määriä, siirretään typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrää m .· : (so. korvataan uudella typen oksidien alenernis-versus- .·.! poistokaasun lämpötilakäyrällä) siten, että muutoksen :**: jälkeinen toiminta tapahtuu jälleen käyrän tasanteen ’**: oikealla puolella.
• φ · • · · • · • ·
Edellä tarkastellun mukaisesti aiheuttaa kattilan käyttö- • · kuormituksessa tapahtuva muutos myös enemmän kuin pelkästään muutoksen poistokaasun lämpötilassa. Kattilan kuormituksen muutos aiheuttaa usein muutoksen poistokaasussa sen NO -pitoisuuden suhteen. Tämä tulee erityisen tär-•j*. x * keäksi, kun on päästävä muiden epäpuhtauksien maksimaaliseen .·.· tasoon tai kun on saavutettava tavoitteena oleva typen • · oksidien alenemistaso. NO -pitoisuuden muutos voidaan • · • · 9 · • · 9 9 9 9 9 9 9 21 88464 mitata suoraan tai se voidaan mieluummin määrittää käyttämällä kuormituksesta riippuvaa kattilan tunnuslukua.
Tietyllä kattilalla ja polttoaineella tunnusluku liittää poistokaasun NO -pitoisuuden ja lämpötilan annetuissa Λ kohdissa kattilan kuormitukseen, ja se määritetään kokeellisesti. Kun tämä informaatio on käytettävissä, voidaan tietyssä kohdassa toteutettavaa käsittelytapaa säätää välittömästi kattilan käyttökuormituksen, joka mitataan esimerkiksi polttoaineen syöttönopeutena, muuttuessa.
Kun kuormitusta pienennetään, pienennetään tämän seurauksena käsittelytavan syöttönopeutta niin, että päästään tällä kuormituksella haluttujen alenemisten saavuttamiseen tarvitta NSR-arvo ja käsittelyaineen komponentteja muutetaan tarvittaessa reaktiona lämpötilan muutokseen, joka johtuu käyttökuormituksen muutoksesta. Jos käsittelytavan syöttönopeutta ei muutettaisi, NSR-arvo olisi liian suuri NO :in alhaisen pitoisuuden huomioonottaen ja ammoniakkia ja hiilimonoksidia muodostuisi liikaa. Samoin, jos kattilan käyttökuormitusta lisätään, käsittelytavan syöttönopeutta lisätään niin, että saavutetaan tällä kuormituksella tarvittava NSR. NSR-arvo olisi muutoin alhainen ja NO -määrä ei alenisi riittävästi. Käsittelyaineen komponentteja säätämällä kompensoidaan jälleen kattilan käyttökuormituk-• · · · . .·. seen liittyvä poistokaasun lämpötilan muutos.
• « » • · ..... Tämä tunnusluku riippuu kattilan kuormituksesta, poltto- • · aineen tyypistä ja kattilan kuormituksesta, ja se voidaan • · · .* määrittää kokeellisesti. Tunnuslukuun vaikuttavat useat muut parametrit, kuten käytössä olevien kattiloiden lukumäärä, mutta edellä mainitut muuttujat ovat kaikkein tärkeimpiä. Viittaamalla tunnuslukuun tietyllä kattilalla ja polttoaineella voidaan typen oksidien määrä ja lämpö-:T: tila tietyssä kohdassa määrittää niin varmasti, että voidaan määrittää, kuinka käsittelytapaa säätämällä » · ’ I tulisi korjata typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun • · • « « • · 9 · • · · • · ·· · « » « • * · 9 · 22 88464 lämpötilakäyran siirtyminen, joka tapahtuu käyttökuormi-tuksen muuttuessa, ja NSR-arvon muutos.
Hyvänä pidetty suoritusmuoto, jolla typen oksidien aleneminen maksimoidaan ja kontrolloidaan muiden epäpuhtauksien muodostumista, suoritetaan toteuttamalla ensimmäinen käsittelytapa, joka toimii poistokaasun lämpötiloissa, jotka sillä hetkellä vallitsevat käsittelytavan typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyran oikeanpuoleisella rinteellä käyrän tasanteen ulkopuolella.
Tämä voidaan yksinkertaisella tavalla toteuttaa käyttämällä edellä kuvattuja keinoja, kun tunnetaan poistokaasun lämpötila ja useiden käsittelytapojen käyrät. Suoritettua käsittelytapaa voidaan säätää keinoilla, jotka ovat ilmeisiä alan ammattimiehelle hänen luettuaan tämän kuvauksen niin, että toiminta saadaan "ylös" ja käyrän tasanteelle.
Ts. käyrää voidaan siirtää tämän tekemiseksi. Tämän menetelmän avulla voidaan varmistaa, että toteutettava käsittelytapa toimii mahdollisimman oikealla, mutta yhä käyrän tasanteella. Näin maksimoidaan typen oksidien väheneminen ja samalla kontrolloidaan muiden epäpuhtauksien muodostumista .
• · : Toinen tämän keksinnön mukainen yllättävä ominais' on käsittelytavan käyttö poistokaasun olosuhteiden koetti-mena. Jos tunnetaan jonkin käsittelytavan typen oksidien :***: alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrä (tai itse asiassa ammoniakin tai hiilimonoksidin muodostumis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrät ] , tämän käsittelytavan toteut- • · tamisen jälkeen antaa poistokaasun tila hyödyllistä tietoa poistokaasun tilasta myötävirtaan päin käsittelytavan toteuttamiskohdasta, ja se voi antaa jopa tietoa kattilan käyttökuormituksesta. Jos esimerkiksi typen oksidien • · *·* ’ pitoisuus on suhteellisen alhainen, mutta muiden epäpuh- • · tauksien muodostumismäärä on suhteellisen korkea, niin • · tällöin voidaan olettaa, että käsittelytapa toimii .···. käyränsä tasanteen vasemmalla puolella. Tätä tietoa ·· · • · ·« · • » · • · * · · ihliai————— - " .....- - ---- 23 88464 käyttämällä voidaan poistokaasun lämpötila määrittää suhteellisen tarkasti ja käyttämällä edellä kuvattua kattilan tunnuslukua voidaan kattilan kuormitus määrittää. Samoin, jos NO :in, ammoniakin ja hiilimonoksidin pitoisuu-det ovat kaikki alhaisia, voidaan olettaa, että käsittelytapa toimii käyränsä oikeanpuoleisella rinteellä käyrän tasanteen ulkopuolella. Tästä voidaan sen jälkeen määrittää poistokaasun lämpötila ja kattilan käyttökuormitus. Nämä määritykset sitä tarkempia, mitä paremmin käsittelytavan käyrä tunnetaan.
Huomattakoon, että missä tahansa tietyssä kattilan kohdassa tapahtuu merkittäviä lämpötilan muutoksia, jotka liittyvät poistokaasun virtauskuvioihin, kattilan kuumennusolosuh-teisiin, seinämävaikutuksiin jne. Jossakin kattilan kohdassa toteutettu tapa, joka on sovitettu toimimaan typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyränsä oikealla puolella poistokaasun lämpötilan tällaisessa kohdassa ollessa keskinkertainen, toimii luultavasti vasemmalla puolella kohdan alhaisen lämpötilan alueella. Nämä alhaisen lämpötilan alueet johtavat ar.jnoniakin ja/tai hiilimonoksidin muodostumiseen, kuten on tästä julkaisusta ilmeistä.
Tämä vaikutus voidaan minimoida minimoimalla alhaisten lämpötilojen alueiden käsittely, kuten käyttämällä sopi- • * · .·. via injektoreita {jotka ovat tuttuja alan ammattimiehelle), sovittamalla käsittelytapa alhaisten lämpötilojen alueiden • · mukaiseksi tai useampikertaisen inj isointisysteemin avulla * käyttämällä kumpaakin menetelmää.
• ♦ • · • · • · ·*·' Edelleen on huomattava, että vaikkakin on suositeltavaa toimia typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpö-tilakäyrän tasanteella, eräissä tapauksissa voi olla toivottavaa toimia oikeanpuoleisella rinteellä tasanteen T: ulkopuolella, jotta voitaisiin muiden epäpuhtauksien muodostuminen pitää alhaisena ja jotta samalla yhä voitaisiin ψ · * I merkittävästi vähentää typen oksideja.
IM· • «
••I
·· · • · • « • · ··«· • · 24 88464
Seuraavat esimerkit havainnollistavat ja selvittävät edelleen keksintöä antamalla yksityiskohtia käsittelytavan toiminnasta, kun käytetään "käyrän oikean puolen"-menetelmiä.
Esimerkki I
Käytetyssä polttimossa on palamiskanavana tunnettu savukaasun poistoputki, jonka pituus on noin 531 cm ja jonka sicähalkaisija on 20,3 cm ja seinämien paksuus 5,1 cm. Polttimen liekkialue sijaitsee poistokaasun tuloaukon vieressä. Poistokaasun pcistoaukon vieressä olevilla savukaasun monitoreilla mitataan sellaisten seosten kuin typen oksidien, rikin oksidien, ammoniakin, hiilimonoksidin, hiilidioksidin konsentraatiota, hapen prosentuaalista ylimäärää ja muita mielenkiinnon kohteena olevia, poisto-kaasussa mahdollisesti olevia yhdisteitä. Savukaasun poisto-putkessa on lisäksi aukot lämpöpareille, joilla mitataan lämpötila eri kohdissa. Poistokaasun lämpötila, johon käsittelyaineet injisoidaan, mitataan injisointikohdassa käyttämällä K-tyyppistä lämpöparia. Sumutusinjektoreita, joita on kuvattu vireillä olevassa US-patenttihakemuksessa "Process and Apparatus for Reducing the Concentration of Pollutants in an Effluent", sarjanumero 009,696, jätetty !·' 2.2.1987 (Burton); joka julkaisu on tässä yhteydessä mainittu viitteenä) on sijoitettu aukkojen läpi savukaasun poisto-putkeen, jotta käsittelyaineet voitaisiin syöttää ja jakaa • · • · poistokaasuvirtaan. Näitä aineita injisoidaan poistokaa- suun 300 ml/tunti. Polttimen polttoaine on polttoöljy n:o 2. Poltinta kuumennetaan 4,35 kg/tunti hapen ylimäärän ollessa 3,0 tilavuus-%.
:·. Ennen kunkin ajon alkua otetaan typen oksidien konsentraa- • · tiolle peruslukema, jotta voitaisiin laskea käsittelyaineen !\ injisointisuhde typen oksidien perustasoon ja NSR-arvo.
Lopullinen lukema typen oksideille otetaan käsittelyaineiden injisoinnin aikana ja siitä myötävirtaan, jotta voitaisiin • · • · « 25 88464 laskea, paljonko kukin injisoitu käsittelyaine alentaa typen oksidien konsentraatiota poistokaasussa. Lisäksi lasketaan muiden epäpuhtauksien muodostuminen ottamalla lukemat ammoniakille ja hiilimonoksidille käsittelyaineiden injisoinnin aikana injisointikohdasta myötävirtaan.
Poistokaasuun injisoidaan annetuissa lämpötiloissa vesi-liuoksia, jotka sisältävät 10 paino-% ureaa, 4 paino-% heksametyleonitetramiinia, 10 paino-% furfuraalia ja 0,1 paino-% kaupallisesti saatavissa olevaa pinta-aktiivista ainetta. Tulokset on esitetty taulukossa 1 ja graafisesti kuvioissa 1 ja la.
Taulukko 1
Lämp. Νοχ (ppm ΝΟχ (ppm) Alenemis-% NH-j CO
(°C)_perustaso lopussa_(ppm) (ppm) 760 177 96 45,8 48 275 832 180 78 56,7 38 110 882 185 80 56,8 18 20 916 190 80 57,9 8 15 943 195 100 48,7 10 8 Y 982 202 113 44,1 6,5 5 • · 1 • · · ·
Esimerkki Ha • · · * · 1 .·’ Noudatetaan esimerkin I menettelyä paitsi, että poistokaa- .Y sun lämpötilojen saavuttamiseksi kattilaa kuumennetaan 4,3 5 kg/tunti - 5,4 4 kg/'tunti.
Injisoitu käsittelyaine on vesiliuos, joka sisältää 10 ·:·. paino-% ureaa, 15 paino-% furfuraalia ja 0,1 paino-% kaupal- •Y. lisesti saatavissa olevaa pinta-aktiivista ainetta. Inji- sointilämpötila, hapen ylimäärä-%, NSR, NO -perustaso, NO lopussa ja NO :in alenemis-% kullekin ajolle on esitetty
• · · X X
...·’ taulukossa 2a ja graafisesti kuviossa 2.
· 26 88 464
Taulukko 2a
Ajo Lamp. 00% NSR NO (ppm) Alenemis-%
L· X
°C perus- lopussa __taso___ 1 760 3,2 1,83 195 137 29,7 2 799 3,0 1,73 208 85 59,1 3 821 3,0 2,11 170 · 71 58,2 4 852 3,0 2,11 170 74 56,5 5 879 3,0 2,11 170 80 52,9 6 907' 3,0 2,11 170 82 51,8 7 921 3,0 2,11 170 86 49,4 8 935 3,0 2,08 173 88 49,1 9 957 3,1 2,06 145 70 51,7 10 996 3,1 2,06 145 78 46,2 11 1024 3,0 2,07 145 110 24,1 12 1043 3,0 1,97 152 137 9,9 13 1060 3,0 1,97 152 203 -33,6
Esimerkki Hb
Toistetaan esimerkin Ha menettely paitsi, että injisoitu käsittelyaine on vesiliuos, joka sisältää 10 paino-% ureaa ja 0,1 paino-% kaupallisesti saatavissa olevaa pinta-aktiivista ainetta. Tulokset on esitetty taulukossa 2b ja graafisesti kuviossa 2.
27 8 8 464
Taulukko 2b
Ajo Lamp. 02% NSR Ν0χ (ppm) Alenemis-% °C perus- lopussa __ taso_______ 1 904 3,2 2,22 166 145 12,7 2 924 3,0 1,54 167 73 56,3 3 954 3,0 1,92 150 70 53,3 4 982 3,0 1,89 152 60 60,5 5 1010 3,0 1,85 155 68 56,1 6 1066 3,0 1,85 155 96 38,1 7 1082 3,0 1,81 159 107 32,7
Esimerkki Ile
Toistetaan esimerkin Ha menettely paitsi, että injisoitu käsittelyaine on vesiliuos, joka sisältää 10 paino-% ureaa, 15 paino-% etyleeniglykolia ja 0,1 paino-% kaupallisesti saatavissa olevaa pinta-aktiivista ainetta. Tulokset on esitetty taulukossa 2c ja graafisesti kuviossa 2.
• · ·
Taulukko 2c « t · - • · · • · » • · · · t
Ajo Lämp. 02% NSR NO (ppm) Alenemis-% ·'1’· o„ x ’···’ c perus- lopussa :T: ----taso_____ ·.·.· 1 788 7,0 1,69 145 125 13,8 2 824 3,1 1,76 178 98 44,9 3 846 3,2 1 79 174 62 64,4 4 899 3,0 1,91 165 70 657,6 5 932 3,0 1,53 167 85 49,1 6 938 3,0 1,45 167 112 32,9 • · · * · * · v · • · · • · • · • · · • · • · · • · · • · • · » 28 88 464
Esimerkki Ilia
Toistettiin esimerkin I menettely paitsi, että kattilaa kuumennetaan 4,35 - 4,90 kg/tunti. Injisoitu käsittelyaine on vesiliuos, jossa on 10 paino-% ureaa, 5 paino-% etyleeni-glykolia ja 0,1 paino-% kaupallisesti saatavissa olevaa pinta-aktiivista ainetta. Tulokset on esitetty taulukossa 3a ja graafisesti kuviossa 3a.
Taulukko 3a
Lämp. NO (ppm) NO (ppm? Alenemis-% NH, CO
Λ Ä V
(°C) perustaso lopussa (ppm) (ppm) 793 164 100 39,0 77 117 849 164 71 56,7 75 84 871 167 62 62,9 60 54 899 170 57 66,5 43 33 927 177 61 65,5 28 17 954 167 80 52,1 15 8 982 162 103 36,4 6 3 996 160 116 27,5 3 2 9 9 9 9 9% ··· · 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 999·· 9 9 9 99
Esimerkki Illb • · · i i « • · · 9 :V: Toistetaan esimerkin lila menettely paitsi, että injisoitu käsittelyaine on vesiliuos, jossa on 10 paino-% ureaa, 10 paino-% etyleeniglykolia ja 0,1 paino-% kaupallisesti saatavissa olevaa pinta-aktiivista ainetta. Tulokset on .···. esitetty taulukossa 3b ja graafisesti kuviossa 3b.
i · · « e · » · · • · » • 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 » 9 9 9 9 9 9 · • · * · * f · • ·
If··· 9 9 29 88464
Taulukko 3b
Lamp. NO (ppm) NO (ppm) Alenemis-% NH CO
XX j (°C)_perustaso lopussa_(ppm) (ppm) 760 193 138 28,5 95 265 796 193 117 39,4 87 245 849 193 73 62,2 57 76 871 195 67 65,6 38 33 899 197 75 61,9 20 17 927 · 198 87 56,1 23 14 960 177 112 36,7 7 5 982 177 130 26,6 3 3
Esimerkki IIIc
Toistetaan esimerkin Illb menettely paitsi, että injisoitu käsittelyaine on vesiliuos, jossa on 10 paino-% ureaa, 15 paino-% etyleeniglykolia ja 0,1 paino-% kaupallisesti saatavissa olevaa pinta-aktiivista ainetta. Tulokset on esitetty taulukossa 3c ja graafisesti kuviossa 3c.
Taulukko 3c
Lämp. NO (ppm) NO (ppm) Alenemis-% NH, CO
o x ( C)_perustaso lopussa (ppm) (ppm) 793 186 85 54,3 70 277 849 186 67 64,0 30 33 871 186 66 64,5 20 18 899 183 83 54,6 10 9 927 184 98 46,7 6 6 954 186 140 24,7 2 2 30 88464
Esimerkki IV
Käsittelyainetta, joka on vesiliuos, jossa on 10 paino-% ureaa, 15 paino-% etyleeniglykolia ja 0,1 paino-% kaupallisesti saatavissa olevaa pinta-aktiivista ainetta, inji-soidaan esimerkissä I kuvattuun poistokaasun palamiskana-vaan tietyllä NSR-arvojen alueella ja mitataan ammoniakin muodostuminen. Taulukossa IV on esitetty normalisoitu stökiö-metrinen suhde (NSR) jokaiselle injisoinnille sekä tulosket., Tulokset on esitetty myös graafisesti kuviossa 4. Kuviossa 4 annetut lämpötilat tarkoittavat yksinkertaisuuden vuoksi vastaavien käyrien kunkin tulospisteen lämpötilojen karkeaa keskiarvoa.
Taulukko 4 Lämp. (°C) NSR NH3 (ppm) 849 ,61 8 846 ,90 19 843 1,20 33 882 ,87 5 882 ,99 12 : 888 1,46 12 .i.: 885 1,95 24 ·*·:’ 935 1,41 3 938 2,01 8 > · · 943 2,87 7 971 3,52 6 957 5,47 14
Edellä olevan kuvauksen tarkoituksena on opettaa alan .. normaalitaitoiselle henkilölle, kuinka esillä oleva keksintö • · toteutetaan. Sen tarkoituksen ei ole antaa yksityiskohtia.
• · · ’·* kaikista niistä ilmeisistä keksinnön modifikaatioista » · ··· ja muunnoksista, jotka tulevat ammattitaitoiselle henki- · • * »· » 31 88464 lölle ilmeisiksi hänen luettuaan kuvauksen. Kaikkien tällaisten ilmeisten modifikaatioiden ja muunnosten on kuitenkin tarkoitus sisältyä seuraavien patenttivaatimusten määrittelemään, tämän keksinnön piiriin.
» * • · · • · · » » · · « · · · · • · · * • · • · · • · • · * • · · » · · • · · · » · * • · · • · • · · • · · • · · • · · · • · · • · · * • · * · · · · • » • · · ·«·· • ·
Claims (13)
1. Menetelmä typen oksidien konsentraation alentamiseksi hiilipitoisen polttoaineen palamisesta saadussa poistokaasussa samalla, kun minimoidaan muiden epäpuhtauksien muodostuminen, tunnettu siitä, että menetelmässä: a) toteutetaan käsittelytapa, jossa syötetään kemiallista käsittelyainetta poistokaasuun typen oksidien konsentraa-tion alentamiseksi poistokaasussa mainituissa määritetyissä poisto-olosuhteissa samalla, kun minimoidaan muiden epäpuhtauksien muodostuminen; b) seurataan poistokaasun tilaa, kunnes poistokaasun tilassa havaitaan merkittävä muutos; c) säädetään käsittelytapaa muuttamalla vähintään yhtä seu-raavista parametreistä i) käsittelyaineen laimennus ja 1isäämismäärä; ii) käsittelyaineen 1isäämisnopeus; iii) käsittelyaineen komponentit; iv) käsittelyaineen komponenttien suhteelliset läsnäolo-määrät ; v) käsittelyaineen 1isäämiskohta; ja vi) normalisoitu stökiömetrinen suhde, :säädetyn käsittelytavan toteuttamiseksi, jolloin säädetty ·# · .käsittelytapa alentaa typen oksidien konsentraatiota poisto-• * · kaasussa poistokaasun muutetussa tilassa samalla, kun minimoidaan muiden epäpuhtauksien muodostuminen. • · · • · • · *
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittelytapa kohdassa a) ja, mikäli tarpeen, käsittelyn säätö kohdassa c) toteutetaan joukolla käsittelytapoja, joihin kuuluu · · ” a) määritetään mittaamalla tai laskemalla kullekin monista • · : käsittelytavoista typen oksidien alenemis-versus-poisto- kaasun lämpötilakäyrä; b) selvitetään vertailemalla, mikä käsittelytapa toimii käy-ränsä tasanteella eniten oikealla olevassa kohdassa, kun toteutetulla käsittelytavalla käsitellään poistokaasu in- 9 9 9 9 9 9 9 9 · 9 9 9 33 38464 jisointikohdassa vallitsevassa poistokaasun lämpötilassa; ja c) toteutetaan mainittu selvitetty käsittelytapa poistokaasun typen oksidien konsentraation alentamiseksi, kun oleellisesti välttäen muiden epäpuhtauksien muodostuminen.
3. Patenttivaatimuksend 1 mukainen menetelmä, tunnet - t u siitä, että käsittelytapa a) ja, mikäli tarpeen, käsittelyn säätö kohdassa c) suoritetaan lisäämällä kemiallista käsittelyainetta, jolla on tunnettu typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrä, jolla on tunnistettavissa oleva tasanne, poistokaasuun typen oksidien konsentraation alentamiseksi poistokaasussa käsittelyaineen helpottaman reaktion tai reaktioiden sarjan kautta ja säätämällä injisoin-tipaikkaa, minkä avulla injisointi voidaan suorittaa eri poistokaasun lämpötilassa reaktion tai reaktioiden sarjan siirtämiseksi kohti typen oksidien alenemis-versuspoistokaasun lämpötilakäyrän tasanteen oikeaa puolta.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että että menetelmävaiheessa (a): : a) lisätään kemiallista käsittelyainetta poistokaasuun typen : : oksidien konsentraation alentamiseksi poistokaasussa kä- • · · • ;··: sittelyaineen edistämän reaktion tai reaktioiden sarjan ,···, avulla; ja • · b. muutetaan vähintään yhtä seuraavista parametreistä * i) käsittelyaineen laimennus ja 1isäämismäärä; « ♦ ii) käsittelyaineen lisäysnopeus; iii) käsittelyaineen komponentit; : iv) käsittelyaineen komponenttien suhteelliset läsnäolo- • · · määrät; • · ♦ ’·[ ’ v) injisoinnin paikka; ja vi) normalisoitu stökiömetrinen suhde, .···. jolloin reaktio tai reaktioiden sarja ohjataan kohti muiden • * *** epäpuhtauksien pienempää muodostumista samalla, kun typen oksidien alenemistaso oleellisesti säilyy. • · · • • · * · 34 8 8 464
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittelyvaihe (a) ja, tarpeen mukaan, vaiheen (c) säätö suoritetaan seuraavalla tavalla: a) toteutetaan ensimmäinen käsittelytapa, jossa poisto-kaasuun lisätään kemiallista käsittelyainetta typen oksidien konsentraatior alentamiseksi poistokaasussa ensimmäisen käsittelytavan edistämän reaktion tai reaktioiden sarjan avulla; b) määritetään käsittelyaineelle typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun 1ämpöti1akäyräl1ä oleva kohta, jossa ensimmäinen käsittelytapa toteutetaan; c) säädetään ensimmäistä käsittelytapaa muuttamalla vähintään yhtä seuraavista parametreistä i) käsittelyaineen laimennus; ii) käsittelyaineen 1isäysnopeus; iii) käsittelyaineen komponentit; iv) käsittelyaineen komponenttien suhteelliset läsnäolo-määrät , v) normalisoitu stökiömetrinen suhde, toisen käsittelytavan toteuttamiseksi; ja d) määritetään toiselle käsittelytavalle typen oksidien alenemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyräl lä sijaitseva • paikka, jossa toinen käsittelytapa toteutetaan, jolloin .· paikka, jossa toinen käsittelytapa toteutetaan, on typen *: oksidien aienemis-versus-poistokaasun lämpötilakäyrällään enemmän oikealla kuin paikka, jossa ensimmäinen käsitte-·. lytapa toteutetaan typen oksidien aienemis-versuspoisto- . kaasun lämpötilakäyrällään.
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 -5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poistokaasun seurattu tila väli- ·. taan ryhmästä, johon kuuluvat kattilan käyttökuormitus, pois-tokaasun lämpötila kohdassa, jossa käsittelyaine lisätään, typen oksidien pitoisuus, ammoniakin pitoisuus, hiilimonok-·. sidin pitoisuus, happiylimäärän pitoisuus ja näiden yhdistelmät. 9 . 9 35 8 8 4 64
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että seurattu poistokaasun tila on poistokaasun lämpötila.
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että seurattu poistokaasun tila on kattilan käyttökuor-mitus.
9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä lisätään käsittely-aineen lisäämismäärää normalisoidun stökiömetrisen suhteen .lisäämiseksi, kunnes muiden epäpuhtauksien ennalta määrätty maksimaalinen taso on oleellisesti saavutettu, mutta ei ylitetty .
10. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään käsittelyaineen lisäämismäärää normalisoidun stökiömetrisen suhteen nostamiseksi, kunnes ennalta määrätty typen oksidien alenemisen haluttu taso on oleellisesti saavutettu edellyttäen, että ei ylitetä muiden epäpuhtauksien ennalta määrättyä maksimaalista tasoa.
11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä, * tunnettu siitä, että käsittelyaine sisältää ureaa, : ammoniakkia, hiilivetyjä tai näiden seoksia.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että hiilivety on nitrogenoidut hiilivedyt, oksy-genoidut hiilivedyt, hydroksiamino-hiilivedyt, heterosykliset hiilivedyt tai näiden seokset.
13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittelyaine lisäksi sisältää • tehostusainetta, joka on furfuraali, sokeri, maito, glysiini, : etyleeniglykoli, heksametyleenitetramiini tai näiden seokset. 36 88464
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US5019887 | 1987-05-14 | ||
| US07/050,198 US4780289A (en) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | Process for nitrogen oxides reduction and minimization of the production of other pollutants |
| US8801500 | 1988-05-04 | ||
| PCT/US1988/001500 WO1988008824A1 (en) | 1987-05-14 | 1988-05-04 | Process for nitrogen oxides reduction and minimization of the production of other pollutants |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI890165A FI890165A (fi) | 1989-01-13 |
| FI890165A0 FI890165A0 (fi) | 1989-01-13 |
| FI88464B true FI88464B (fi) | 1993-02-15 |
| FI88464C FI88464C (fi) | 1993-05-25 |
Family
ID=21963912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI890165A FI88464C (fi) | 1987-05-14 | 1989-01-13 | Foerfarande foer minskning av maengden av kvaevets oxider och minimering av bildningen av andra foerorenheter |
Country Status (20)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4780289A (fi) |
| EP (1) | EP0313648B1 (fi) |
| JP (1) | JP2817929B2 (fi) |
| CN (1) | CN1030193A (fi) |
| AT (1) | ATE116950T1 (fi) |
| AU (1) | AU594299B2 (fi) |
| CA (1) | CA1309230C (fi) |
| DD (1) | DD274171A5 (fi) |
| DE (2) | DE3852747T2 (fi) |
| DK (1) | DK731788A (fi) |
| ES (1) | ES2006659A6 (fi) |
| FI (1) | FI88464C (fi) |
| GR (1) | GR880100315A (fi) |
| HU (1) | HU205586B (fi) |
| MX (1) | MX167771B (fi) |
| NO (1) | NO890147L (fi) |
| PL (1) | PL272425A1 (fi) |
| PT (1) | PT87493B (fi) |
| WO (1) | WO1988008824A1 (fi) |
| YU (1) | YU92888A (fi) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5017347A (en) * | 1987-02-13 | 1991-05-21 | Fuel Tech, Inc. | Process for nitrogen oxides reduction and minimization of the production of other pollutants |
| US4902488A (en) * | 1987-05-14 | 1990-02-20 | Fuel Tech, Inc. | Process for nitrogen oxides reduction with minimization of the production of other pollutants |
| ATE113868T1 (de) * | 1988-02-26 | 1994-11-15 | Fuel Tech Inc | Verfahren zur ermässigung der konzentration von schadstoffen in abgasen. |
| US4908194A (en) * | 1988-03-29 | 1990-03-13 | Natec Mines Ltd. | Method for baghouse brown plume pollution control |
| US5441713A (en) * | 1988-04-29 | 1995-08-15 | Nalco Fuel Tech | Hardness suppression in urea solutions |
| US5616307A (en) * | 1988-04-29 | 1997-04-01 | Nalco Fuel Tech | Boiler operation with decreased NOx and waste water discharge |
| CH675623A5 (fi) * | 1988-09-27 | 1990-10-15 | Von Roll Ag | |
| US5240689A (en) * | 1989-06-19 | 1993-08-31 | Noell, Inc. | Process using two-stage boiler injection for reduction of nitrogen |
| EP0432166A1 (en) * | 1989-07-04 | 1991-06-19 | Fuel Tech Europe Limited | Lance-type injection apparatus for introducing chemical agents into flue gases |
| US5047219A (en) * | 1989-08-18 | 1991-09-10 | Fuel Tech, Inc. | Hybrid process for nitrogen oxides reduction |
| US5262138A (en) * | 1989-08-31 | 1993-11-16 | Union Oil Company Of California | Process for NOx abatement |
| US4978514A (en) * | 1989-09-12 | 1990-12-18 | Fuel Tech, Inc. | Combined catalytic/non-catalytic process for nitrogen oxides reduction |
| US5139754A (en) * | 1989-09-12 | 1992-08-18 | Fuel Tech, Inc. | Catalytic/non-catalytic combination process for nitrogen oxides reduction |
| DE3935402C1 (fi) * | 1989-10-24 | 1991-02-21 | Martin Gmbh Fuer Umwelt- Und Energietechnik, 8000 Muenchen, De | |
| US4997631A (en) * | 1990-03-07 | 1991-03-05 | Fuel Tech, Inc. | Process for reducing nitrogen oxides without generating nitrous oxide |
| US5165903A (en) * | 1990-04-16 | 1992-11-24 | Public Service Company Of Colorado | Integrated process and apparatus for control of pollutants in coal-fired boilers |
| US5543123A (en) * | 1990-08-01 | 1996-08-06 | Nalco Fuel Tech | Low pressure formation of a urea hydrolysate for nitrogen oxides reduction |
| US5240688A (en) * | 1990-08-01 | 1993-08-31 | Fuel Tech Gmbh | Process for the in-line hydrolysis of urea |
| US5229090A (en) * | 1991-07-03 | 1993-07-20 | Nalco Fuel Tech | Process for nitrogen oxides reduction to lowest achievable level |
| US5536482A (en) * | 1992-10-13 | 1996-07-16 | Nalco Fuel Tech | Process for pollution control |
| US5489419A (en) * | 1992-10-13 | 1996-02-06 | Nalco Fuel Tech | Process for pollution control |
| WO1994026659A1 (en) * | 1993-05-07 | 1994-11-24 | Nalco Fuel Tech | Process and apparatus for enhancing distribution of nox-reducing chemicals in a high-solids environment |
| US5404841A (en) * | 1993-08-30 | 1995-04-11 | Valentine; James M. | Reduction of nitrogen oxides emissions from diesel engines |
| US5489420A (en) * | 1994-03-10 | 1996-02-06 | Nalco Fuel Tech | Nitrogen oxides reducing agent and a phosphate |
| US5462718A (en) * | 1994-06-13 | 1995-10-31 | Foster Wheeler Energy Corporation | System for decreasing NOx emissions from a fluidized bed reactor |
| US5985222A (en) | 1996-11-01 | 1999-11-16 | Noxtech, Inc. | Apparatus and method for reducing NOx from exhaust gases produced by industrial processes |
| US6048510A (en) * | 1997-09-30 | 2000-04-11 | Coal Tech Corporation | Method for reducing nitrogen oxides in combustion effluents |
| WO2000030733A1 (en) * | 1998-11-23 | 2000-06-02 | Mobil Oil Corporation | Liquid urea exhaust gas treatment additive |
| WO2001066486A1 (en) * | 2000-03-08 | 2001-09-13 | Isg Resources, Inc. | Control of ammonia emission from ammonia-laden fly ash in concrete |
| US6280695B1 (en) | 2000-07-10 | 2001-08-28 | Ge Energy & Environmental Research Corp. | Method of reducing NOx in a combustion flue gas |
| US20020199156A1 (en) * | 2001-05-23 | 2002-12-26 | Fuel Tech, Inc. | Hardware-adaptable data visualization tool for use in complex data analysis and engineering design |
| US6797035B2 (en) * | 2002-08-30 | 2004-09-28 | Ada Environmental Solutions, Llc | Oxidizing additives for control of particulate emissions |
| US8449288B2 (en) * | 2003-03-19 | 2013-05-28 | Nalco Mobotec, Inc. | Urea-based mixing process for increasing combustion efficiency and reduction of nitrogen oxides (NOx) |
| US7670569B2 (en) * | 2003-06-13 | 2010-03-02 | Mobotec Usa, Inc. | Combustion furnace humidification devices, systems & methods |
| US7537743B2 (en) * | 2004-02-14 | 2009-05-26 | Mobotec Usa, Inc. | Method for in-furnace regulation of SO3 in catalytic NOx reducing systems |
| US8251694B2 (en) * | 2004-02-14 | 2012-08-28 | Nalco Mobotec, Inc. | Method for in-furnace reduction flue gas acidity |
| US7410356B2 (en) | 2005-11-17 | 2008-08-12 | Mobotec Usa, Inc. | Circulating fluidized bed boiler having improved reactant utilization |
| US8069824B2 (en) * | 2008-06-19 | 2011-12-06 | Nalco Mobotec, Inc. | Circulating fluidized bed boiler and method of operation |
| US10006633B2 (en) | 2014-06-03 | 2018-06-26 | Peerless Mfg. Co | Infinitely variable injector for improved SNCR performance |
| CN108619907A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-10-09 | 南京工业大学 | 一种车用尿素还原剂溶液 |
Family Cites Families (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3846981A (en) * | 1970-10-19 | 1974-11-12 | Nanaimo Enviro Syst Corp | Emission control process and system |
| US3801696A (en) * | 1971-11-18 | 1974-04-02 | J Mark | Apparatus for removing nitrogen oxides from engine exhaust |
| US3900554A (en) * | 1973-03-16 | 1975-08-19 | Exxon Research Engineering Co | Method for the reduction of the concentration of no in combustion effluents using ammonia |
| JPS5333975B2 (fi) * | 1973-03-28 | 1978-09-18 | ||
| JPS5067609A (fi) * | 1973-10-17 | 1975-06-06 | ||
| JPS511138A (fi) * | 1974-06-24 | 1976-01-07 | Nippon Telegraph & Telephone | |
| JPS514588A (ja) * | 1974-07-01 | 1976-01-14 | Hitachi Ltd | Dohakanjitsusohoho |
| JPS5112330A (ja) * | 1974-07-22 | 1976-01-30 | Nippon Steel Corp | Nabekeidosochi |
| JPS5176166A (ja) * | 1974-12-27 | 1976-07-01 | Mitsubishi Chem Ind | Chitsusosankabutsuobunkaisuruhoho |
| JPS5539971B2 (fi) * | 1975-02-04 | 1980-10-15 | ||
| JPS51143570A (en) * | 1975-06-06 | 1976-12-09 | Asahi Chem Ind Co Ltd | A method for reduction of nitrogen oxides in exhaust gas |
| JPS526368A (en) * | 1975-07-05 | 1977-01-18 | Hitachi Ltd | Process for reducing nitrogen oxides in exhaust combustion gases |
| JPS5285056A (en) * | 1976-01-08 | 1977-07-15 | Toray Ind Inc | Removal of nitrogen oxides |
| JPS5288259A (en) * | 1976-01-20 | 1977-07-23 | Toray Ind Inc | Removal of nitrogen oxides |
| JPS5291776A (en) * | 1976-01-30 | 1977-08-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Treatment of nitrogen oxides in exhaust gas |
| JPS5295573A (en) * | 1976-02-09 | 1977-08-11 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Decreasing method of nitrogen oxide in exhaust gas |
| US4208386A (en) * | 1976-03-03 | 1980-06-17 | Electric Power Research Institute, Inc. | Urea reduction of NOx in combustion effluents |
| CA1097487A (en) * | 1976-04-20 | 1981-03-17 | David W. Turner | Method and apparatus for reducing no.sub.x emission to the atmosphere |
| JPS5314664A (en) * | 1976-07-27 | 1978-02-09 | Nippon Steel Corp | Method for removing nitrogen oxides contained |
| JPS5333975A (en) * | 1976-09-09 | 1978-03-30 | Hitachi Zosen Corp | Lowering method for concentration of nitrogen monoxide in exhaust gas |
| JPS5379762A (en) * | 1976-12-24 | 1978-07-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Treating method for nitrogen contained in exhaust gas |
| JPS5394258A (en) * | 1977-01-31 | 1978-08-18 | Kurabo Ind Ltd | Control method and apparatus for nitrogen oxides removing apparatus |
| JPS53128023A (en) * | 1977-04-15 | 1978-11-08 | Toray Ind Inc | Method for reducing the concentration of nitrogen oxide in combustion effluent gas |
| JPS53130274A (en) * | 1977-04-21 | 1978-11-14 | Toray Ind Inc | Treating method for exhaust gas containing nitrogen monoxide |
| US4325924A (en) * | 1977-10-25 | 1982-04-20 | Electric Power Research Institute, Inc. | Urea reduction of NOx in fuel rich combustion effluents |
| JPS5499771A (en) * | 1978-01-24 | 1979-08-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Controlling method for ammonia injection at dry process exhaust gas dieitration method |
| JPS54123573A (en) * | 1978-03-17 | 1979-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Exhaust gas treating agent |
| US4473536A (en) * | 1982-12-27 | 1984-09-25 | General Electric Company | Catalytic pollution control system for gas turbine exhaust |
| US4473537A (en) * | 1982-12-27 | 1984-09-25 | General Electric Company | Ammonia control system for NOx emission control for gas turbine exhaust |
| DE3337793A1 (de) * | 1983-10-18 | 1985-05-02 | L. & C. Steinmüller GmbH, 5270 Gummersbach | Verfahren zur regelung der zugabemenge an reduktionsmittel bei der katalytischen reduktion von in rauchgasen enthaltenem no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) |
| US4624840A (en) * | 1983-11-10 | 1986-11-25 | Exxon Research & Engineering Company | Non-catalytic method for reducing the concentration of NO in combustion effluents by injection of ammonia at temperatures greater than about 1300° K. |
| US4507269A (en) * | 1983-11-10 | 1985-03-26 | Exxon Research & Engineering Co. | Non-catalytic method for reducing the concentration of NO in combustion effluents by injection of ammonia at temperatures greater than about 1300 degree K |
| US4521388A (en) * | 1984-03-27 | 1985-06-04 | Shell California Production Inc. | NOx reduction in flue gas |
| GB8622593D0 (en) * | 1986-09-19 | 1986-10-22 | Stordy Combustion Eng Ltd | Carrying out combustion process |
| EP0380143A3 (en) * | 1986-10-07 | 1990-09-12 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | An apparatus for denitration of exhaust gas |
| JPH07100131A (ja) * | 1993-10-12 | 1995-04-18 | Hitachi Medical Corp | 医療用装置 |
-
1987
- 1987-05-14 US US07/050,198 patent/US4780289A/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-05-04 DE DE3852747T patent/DE3852747T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-04 DE DE198888905072T patent/DE313648T1/de active Pending
- 1988-05-04 AT AT88905072T patent/ATE116950T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-05-04 HU HU883960A patent/HU205586B/hu not_active IP Right Cessation
- 1988-05-04 AU AU18074/88A patent/AU594299B2/en not_active Ceased
- 1988-05-04 JP JP50477488A patent/JP2817929B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-04 EP EP88905072A patent/EP0313648B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-04 WO PCT/US1988/001500 patent/WO1988008824A1/en active IP Right Grant
- 1988-05-06 CA CA 566246 patent/CA1309230C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-13 YU YU92888A patent/YU92888A/xx unknown
- 1988-05-13 ES ES8801499A patent/ES2006659A6/es not_active Expired
- 1988-05-13 MX MX1145588A patent/MX167771B/es unknown
- 1988-05-13 PT PT87493A patent/PT87493B/pt not_active IP Right Cessation
- 1988-05-13 DD DD88315758A patent/DD274171A5/de not_active IP Right Cessation
- 1988-05-13 GR GR880100315A patent/GR880100315A/el unknown
- 1988-05-13 PL PL27242588A patent/PL272425A1/xx unknown
- 1988-05-14 CN CN88102929A patent/CN1030193A/zh active Pending
- 1988-12-30 DK DK731788A patent/DK731788A/da not_active Application Discontinuation
-
1989
- 1989-01-12 NO NO89890147A patent/NO890147L/no unknown
- 1989-01-13 FI FI890165A patent/FI88464C/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PT87493A (pt) | 1989-05-31 |
| FI88464C (fi) | 1993-05-25 |
| DK731788A (da) | 1989-01-05 |
| CA1309230C (en) | 1992-10-27 |
| NO890147D0 (no) | 1989-01-12 |
| CN1030193A (zh) | 1989-01-11 |
| ES2006659A6 (es) | 1989-05-01 |
| FI890165A (fi) | 1989-01-13 |
| HU205586B (en) | 1992-05-28 |
| AU594299B2 (en) | 1990-03-01 |
| YU92888A (en) | 1990-04-30 |
| MX167771B (es) | 1993-04-12 |
| PT87493B (pt) | 1992-09-30 |
| PL272425A1 (en) | 1989-03-06 |
| DK731788D0 (da) | 1988-12-30 |
| AU1807488A (en) | 1988-12-06 |
| NO890147L (no) | 1989-01-13 |
| EP0313648B1 (en) | 1995-01-11 |
| JP2817929B2 (ja) | 1998-10-30 |
| EP0313648A4 (en) | 1989-12-12 |
| US4780289A (en) | 1988-10-25 |
| DE3852747D1 (de) | 1995-02-23 |
| WO1988008824A1 (en) | 1988-11-17 |
| GR880100315A (el) | 1989-02-23 |
| DD274171A5 (de) | 1989-12-13 |
| EP0313648A1 (en) | 1989-05-03 |
| FI890165A0 (fi) | 1989-01-13 |
| HUT56526A (en) | 1991-09-30 |
| DE3852747T2 (de) | 1995-05-18 |
| JPH01503372A (ja) | 1989-11-16 |
| ATE116950T1 (de) | 1995-01-15 |
| DE313648T1 (de) | 1989-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI88464B (fi) | Foerfarande foer minskning av maengden av kvaevets oxider och minimering av bildningen av andra foerorenheter | |
| EP0564550B1 (en) | Process and apparatus for the thermal decomposition of nitrous oxide | |
| FI88463C (fi) | Flerstegsfoerfarande foer minskning av koncentrationen av foeroreningar i avgaser | |
| EP0495089B1 (en) | Nitrogen oxides reduction using a urea hydrolysate | |
| EP0524953B1 (en) | Process for reducing nitrogen oxides without generating nitrous oxide | |
| AU2528688A (en) | Process for the reduction of nitrogen oxides in an effluent | |
| AU1545188A (en) | Process for the reduction of nitrogen oxides in an effluent using sugar | |
| EP0370077B1 (en) | Ammonia scrubbing | |
| EP0333836B1 (en) | Process for nitrogen oxides reduction and minimization of the production of other pollutants | |
| US4877590A (en) | Process for nitrogen oxides reduction with minimization of the production of other pollutants | |
| US4888165A (en) | Process for the reduction of nitrogen oxides in an effluent using a heterocyclic hydrocarbon | |
| CA1311107C (en) | Process for nitrogen oxides reduction with minimization of the production of other pollutants | |
| AU1593588A (en) | Process for the reduction of nitrogen oxides in an effluent using a heterocyclic hydrocarbon |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application | ||
| MM | Patent lapsed | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: FUEL TECH, INC. |