TWI228054B - Selective catalytic reduction of NOx enabled by side stream urea decomposition - Google Patents

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TWI228054B
TWI228054B TW091133506A TW91133506A TWI228054B TW I228054 B TWI228054 B TW I228054B TW 091133506 A TW091133506 A TW 091133506A TW 91133506 A TW91133506 A TW 91133506A TW I228054 B TWI228054 B TW I228054B
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William H Sun
Paul G Carmignani
William E Cummings Jr
John M Boyle
Piers De Havilland
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Description

1228054 ⑴ 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 發明背景 本發明係關於新選擇性催化還原作用能自主流或 一熱空氣之側流分離的側氣流產生脲分解成其活性組份 包括氨。 許多管制盡力設限減少氮氧化物（NOx)之發散。技術上 包含修正燃燒條件與燃料，稱作主要措施，及處理燃燒後 排氣者稱作二次措施。採用有效主要措施時仍利用二次處 理獲得進一步減少。欲得最佳NOx降低，顯然必要主要與 二次處理。 在已知的二次處理中有選擇性催化還原（SCR)與選擇性 非催化還原（SNCR)。二者均曾以氨與脲處理。參見例如美 國專利3,900,554號，其中賴安（Lyon)透露在燃燒流出物内一 氧化氮（NO)之SNCR藉注射氨、特定氨前質或其等水溶液於 流出物中供在1600°F至2000°F範圍内溫度與一氧化氮混合 。賴安亦建議作還原劑如氫或各種烴類俾容許於流出物溫 度低至1300°F時有效使用氨。但此等溫度作有效處理氨常 嫌過高而難以安全應付，且SNCR不如SCR有效。Arand， Muzio 與 Sotter 在美國專利 4,208,386 號，及 Arand，Muzio 與 Teixeira在美國專利4,325,924號中指示用脲相似方法。溫度 亦高，不能用低溫。 SCR能以氨於較低操作，一般在100°至900°F範圍。關於 此點請見美國專利 3,032,3 87及 3,599,427號。SCR (selective mmm 1228054 (2) catalytic reduction選擇性催化還原）在有些境況中已採用多 年。但至今SCR已靠用氨，其儲存、處理及輸送有聯帶安 全問題。脲較為安全，惟許多S c R應用不切實際，由於難 以自固體或含水式使其轉化活性氣類在觸媒床上供N〇x還 原反應用。試劑經濟亦典型有利於無水氨勝過膽。在π柴 油引擎中用脲注射之Ν0Χ選擇性催化還原”（博士論文， 1995年9月）Hultermans敘述在柴油引擎環境中許多挑戰時 發表技術上廣大背景。 利用脲作1^0<還原用觸媒有效，惟對顆粒與未分解的脲 易起反應使觸媒中毒。因此，務必記取在s c R處理溫度範 圍之低端溫度不足使脲完全氣化。此外，S C R必要活性氣 態類混合極均後接觸觸媒，而脲或其分解產物與大量須處 理之流出物頗難均勻混合。幾項新專利包括H u g等的美國 專利第5,431，893號中曾敘述用脲SCR作柴油引擎靜態的及 流動來源之有限嘗試。為保護觸媒免於中毒、Hug等建議 能處理全部聯帶脲流出物的巨大設備。無論物理形式如何 、脲需要時間在熱廢氣内分散，可能於最有利於氣化之溫 度使噴嘴堵塞。此一揭示強調問題必要保持脲溶液溫度低 於100°C以防在注射設備中水解。彼等主張供應月尿時用適 度脲壓力，並發現必要有另一設施於遭遇堵塞時導引高壓 空氣入進料線。Hug等所用噴嘴採取輔助空氣繁助分散。 彼等亦採用稀溶液需要可觀熱量祇為蒸發水。參閱WO 97/0 1387及歐洲專利說明書487,886 A^ 歐洲專利說明書615,777 A1中敘述，種供應固體脲於含 1228054 (3) 廢氣的溝，據稱有觸媒存在時將水解。揭示指出成功作業 必要用一水解觸媒、壓縮空氣供分散細固體、輾磨脲成細 固體之機械及防止脲小粒黏結一起的塗料。揭示註解若僅 催化器及噴嘴尖塗覆觸媒會出現腐蝕與澱積。雖達成製程 中脫水目標，說明導使固態脲入氣流一可能在SCR觸媒上 澱積脲。
Spokoyny在美國專利6，146,605號中敘述一合併的SCR/ SNCR方法在分段製程内包含一水解爿尿之分離步驟然後至 SCR段。相似方法在頒予Lagana等之美國專利5,985,224及 6,093,380號内揭示，說明一種方法與裝置，包括脲水解， 繼自液相水解產物中分離氣相。Copper等亦在美國專利 6,077,491號内揭示一脲水解法產生氨。所有此等製法中於 水解期間及水解後皆有必要處理含氨的大量高溫及高壓 之氣相與液相。此一額外處理必要購置與維護添加設備， 若遇製程故障時應付氨洩氣的急救計劃及裝置，可能希求 一種更安全、簡單且有效操作之系統。 技術上期待開發製程與設備，俾能在SCR法内簡單、可 靠且經濟而安全地使用脲。 發明的概要 本發明貢獻一種實用方式以完成>10,還原作用活性氣 體反應劑的均勻混合用脲作試劑及新穎製程安排確保氣 體於適當溫度作有效N0X還原。 本發明之新穎設計能使脲氣化而與N0XW燃燒氣體徹底 混合並能方便地利用煙道氣之熱含，必要時能補充以轉化 1228054 (4) 脲為SCR試劑如氨。脲在140°C以上溫度分解 内被氣化而與其他氣體混合。在一極有效安 道氣流於主要過熱器或省熱器後分裂者。理 必另行加熱而分解脲；但當必要加熱時將比 需的熱度少得多。視溫度高低、此側流典？ 氣，供應必要之熱含及動量以完全氣化脲及 的試劑於主流中。 一種混合裝置如旋風分離器、靜態混合機 更完全混合試劑與煙道氣，燃後再注射入主 器具有亦能脫除可能存在之微粒的優點。含 於是能用一高溫鼓風機導引至一 SCR觸媒 。渦動混合機或其他型靜態混合機裝在注射 混合側流與主流。由於側流的質量與傳統氨 氨-注射柵（AIG)者數量級比較高於是促進與 此新方法及其實用設備利用脲試劑之容 不需任一試劑載氣或外加熱源單獨針對脲力 流質量提供高度]^0,還原作用所需徹底混合 根據本發明一具體例由燃燒器中流出物 流，於足完全分解或另氣化脲的溫度注入脲 類。 根據本發明另一具體例，自燃燒器流出物 理分出一側流，於足使脲完全氣化之溫度注 體種類。 根據本發明再一具體例，自燃燒器一外來
•，經注入側流 排下側流為煙 想上側流會不 全部流出物所 型少於3 %煙道 徹底混合側流 t或鼓風機、能 .流。旋風分離 氣化脲之側流 前方的注射柵 柵下游以徹底 -SCR法内經過 煙道氣混合。 易處理特色而 口熱及水解，側 〇 主流分離一側 成活性氣體種 主流繼最後處 入脲成活性氣 .源引進側流， -9- >· ^ v ^ -¾ ·χ<χ 賴 1228054 (5) 於足夠完全氣化脉的溫度注入腺成活性氣體種類。 根據本發明再一具體例，由燃燒器排出物主流分離一側 流，設一加熱器提高分離流溫度至足以完全氣化脲為活性 氣體種類，注入脲在其中分解或另氣化。 根據本發明再一具體例，自燃燒器流出物主流分出側流 ，其中注入脲，二流合併送過一旋風機達成完全混合及粒 子分開。 本發明另一具體例内由燃燒器流出物主流中分出側流 ，送經旋風機然後加熱並注射脉於其内。 本發明還有一具體例，自燃燒器流出物主流分出一側流 ，加熱此流，將脲注入其内然後送過旋風機。 本發明一選擇具體例，利用空氣流，經煙道氣對空氣熱 交換器、預熱的空氣或預熱燃燒空氣，再加熱並與脲合併 ，如有需要，將所得氣流送過一混合器與注射柵當與來自 燃燒器之排出流混合時通過一 SCR反應器。 此等任一具體例中能用蒸汽確保氨的最大生產並作補 充熱源供氣化或維持觸媒溫度。又，含活性SCR試劑之側 流能再導入煙道氣主流經過此等具體例内傳統氨-SCR方 法中一特別設計的氨注射柵（AIG)。而且在脲注射之前或 後能設置一供應所須溫度的空氣或煙道氣之適當鼓風機 ，較佳合此用途者提供充分壓力再導引側流進入煙道氣主 流。 以下敘述本發明多項可取特色。期待相當配合。 圖示簡要說明 -10· 1228054 ⑹ 由以下詳細說明特別參考附圖將更明瞭本發明及其優 點，其中： 圖1係本發明一具體例的概要描寫，其中自燃燒流出物 主流分離弓側流，在足夠完全分解脲為活性氣體種類之溫 度將脲注射進入。注射脲的前後能設一鼓風機提供充分壓 力導使側流進入主流。用一注射柵或一傳統氨注射柵徹底 分佈試劑於S C R反應器前方之主流内。 圖2為本發明另一具體例的概要描述，其中由燃燒器流 出物主流分一側流，設一燃燒爐或其他工具加熱煙道氣升 高分裂流溫度足夠完全分解脲為活性氣類，其中注進脲被 分解或者氣化。 圖3係本發明另一具體例之略圖，其中側流自燃燒器流 出主流中分離，注射脲入内，並隨意加熱，隨後合併二流 ，通過一旋風器完成全部混合及顆粒分開。 圖4為本發明另一具體例的略圖，其中側流自燃燒器流 出物主流中分離，送過旋風器後加熱並注射脲入内，側流 藉鼓風機之助前進通過注射柵。 圖5係本發明另一具體例的略圖，其中側流自燃燒器流 出物主流中分離，流體經加熱並以脲注射前送過旋風器。 圖6為本發明另一具體例的略圖，其中一空氣流經加熱 注射脲入内，隨後視需要將所得流體送過混合器與注射柵 ，通過一 SCR反應器。 圖7係本發明另一具體例的略圖與圖6相似，其中用蒸汽 作熱源。 -11 - SKili 1228054 ⑻ 之辭意謂實質上全部脲經轉化為氣體，留下不甚溶解或游 離固體或液體接觸SCR觸媒使其中毒。 ”脲” 一辭指包括相當於脲的試劑，意謂加熱時產生氨與 HNCO，無論在引進燃燒氣體之形式内純化學脲含量大小 或不含；不過相當於脲的試劑典型在其商品形式中含可測 量之脲，因而包括脲。在能被氣化的1^0,還原試劑成員内 包括：氰脲醯胺；氰脲二醯胺；碳酸銨；碳酸氫銨；胺基 曱酸銨；氰酸銨；無機酸包括硫酸及磷酸銨鹽；有機酸包 括蟻酸及醋酸銨鹽；縮二脲；縮三脲，氰脲酸；異氰脲酸 :脲甲醛；蜜胺；三氰基脲及此等任何數之混合物。尚可 採用不生成HNCO的其他試劑，但分成含烴類氣體的混合 物。此群内有多種胺類及其鹽（特別碳酸鹽）；包括胍，碳 酸胍，甲基胺碳酸鹽，乙基胺碳酸鹽，二甲胺碳酸鹽，六 甲胺；六甲胺碳酸鹽；及化學製法中含脲之副產廢物。有 較高烷基之胺類能採用程度至放出的烴成分不干擾NOx-還原反應。 ’·脲”一辭意義於是涵蓋其全部商品同類形成之脲。商品 脲形式典型主要包括重量比9 5 %以上的脲。此一較純淨式 脲較佳，在本發明方法中有數優點。 本發明又一優點即根本不必利用氨時文内所述裝置改 善SCR試劑包括氨之導入，即使其貯存問題未能完全解決 ，已使其更加實用。
以相對該合併流中^^(^濃度的比率導入脲溶液，然後通 過該NOx-還原觸媒視許多因素有效產生約0.1至約2之NSR -13- Z敦明續夏: '、* 1228054 (9) ，但較典型在自0.5至1.1範圍内。nNSRn —辭指脲或其他 NOx-還原劑對待處理燃燒氣體中NOx内氮當量的相對氮當 量0 ”燃燒器”廣義上指包括一切燃燒器燃燒碳質燃料產生 熱量供例如直接或間接轉變機械或電能。此等碳質燃料能 包含正常作燃料用之烴類及可燃廢物諸如都市固態廢棄 物、工業製法廢棄物等。燃燒器與爐及奥圖（Otto)、柴油 與葉輪式内燃發動機等包括在燃燒器一辭的定義内能受 本發明之惠。但因可靠的N0X還原作用圓滿成就之問題及 優點對利用氨作還原劑的燃燒器非常顯著，本說明書為舉 例計全用大規模燃燒器。不過所有型式之靜態與機動燃燒 器均經計劃。但本發明不限於燃燒器煙道氣。恰當地說， 任何熱煙道氣能因通過SCR反應器有利作N0X還原者能受 本發明之惠。 圖1係本發明一具體例的概要描寫，其中自燃燒器排出 物主流分離一側流，在足夠完全分解脲為活性氣體種類之 溫度將脲引入。一大規模燃燒器20燃燒料結果產生氮氧化 物（N0X)必須至少除去一部分。燃燒氣體在熱交換器陣列 2 2内用以加熱水後燃燒氣體藉通道2 3與下游裝置排放至 大氣。一混合設備24隨意緊接添加脲試劑於側流，合併側 流與燃燒氣主流如後闡述。此處用辭’’側流π係指與將受氣 化的脲及Ν0Χ-還原觸媒2 6、2 6'與2 6 ”等處理之燃燒氣體總 體積相對的較小體積流體。側流能自通道23中離開燃燒氣 體主流2 9全部流體之側流部分2 8分裂獲得。各具體例中可
1228054 在處理的别或後進行分離。此外，能自燃燒器外部來源之 空氣流内抽吸形成側流。 採用成列的觸媒26、2 6,與26”形成一反應器，為技術上 利用各種水解、氣化、熱裂解及類似形式之氨或脲還原 NOx所知的SCR觸媒。適宜SCR觸媒為有氨存在時能減少 排出物氮氧化物濃度者。其中包括例如活性碳、木炭或焦 炭、沸石、氧化釩、氧化鎢、氧化鈦、氧化鐵、氧化銅、 氧化锰、氧化路、貴金屬諸如鉑族金屬如鉑、鈮、鍺及銥 ，或此等混合物。技術上習用及技術工熟習的其他觸 媒物料亦能利用。此等SCR觸媒材料典型支承於載體諸如 金屬、陶瓷：、海石或均勻獨石，亦能用其他技術所知載體。 合用之SCR觸媒中有後述代表性以往技術製程者。選擇 性催化還原以減少NOx為週知方法，利用多種催化劑，舉 例，歐洲專利申請案WO 210,392中Eichholtz與Weiler討論用活 性木炭或活性焦炭添加氨作觸媒催化脫除氮氧化物。Kat〇 等在美國專利4，138,469號及Henke於美國專利4,393,03 1號内 揭露N〇x的催化還原’用銘族金屬與/或其他金屬如鈥、銅 、鉬、釩、鎢或其氧化物並加氨達成所期催化還原。亦參 見 EP 487,886指定一 V205/W〇3/Ti〇2觸媒及 22〇。〇至 28〇t：的作 業範圍。其他始基觸媒能有甚至更低操作溫度，例如低至 約 180°C。 另一催化還原方法經Knight之加拿大專利丨，1〇〇,292揭示 ，係關使用澱積於耐火氧化物上的鉑族金屬與/或銀觸媒 。Mori等在美國專利4，107,272中討論用訊、絡、鏟、鐵、 -15· 1228054 (Π)
化合物並加氨氣催化還 銅及鎳之氧硫、硫酸鹽或亞破跋藥 原 ΝΟχ。 一多相催化系統中Ginger在美國專利4,26Μ88號内揭示 將一含氮氧化物的排出物暴露於含銅化合物如硫酸鋼之 第一觸媒及於氨存在一在載劑上含金屬組合物如硫酸釩 與鐵或鎢及鐵的第二觸媒中。 含反應劑氣體之流出物最妤通過s c R觸媒，其時燃燒氣 體包括氣化脲或其他試劑的溫度至少在約100°c ’典型在 約180°C與650°C，較佳至少約25〇°C以上。如此，流出物内 所含活性種類由於試劑溶液之氣化最有效促進氮氧化物 催化還原及控制水的凝縮。流出物典型含過多氧，例如高 達完全氧化碳質燃料所需要之約丨5%。本發明用以上任何 S C R觸媒（其揭示藉參考杳 卜_ 令亏貝科明確結合）減少或排除大量 氨或氨水的輸送、儲存及處理要求。 圖1内導管23中燃燒氣全部 側流體積較大之主流…分解溫^ 側流28與—比 雨噴嘴32注射以適當閥34與=I 140 C以上的月尿自儲庫 流28於初步過熱器或省熱器、二制器（未繪）進入煙道氣 達到脲或脲相關Ν〇χ-還原試劑之*現如熱交換器22)。欲 作用在约3〇〇。〇以上的溫度。1又虱化目的，典型採用氣化 月尿溶液希望保持於適合儲存& 他問題。能用約5至7 0 %之濃度有一理濃度而雒沈澱或其 15至約5〇%的濃度更具特色。 干角用程度，但以約 能單獨變動或加蒸汽以適當 優點為脲液内水量 制例流中氣體溫度。 ' 16. 1228054(12)
此組合氣化試劑所產氣體溫度應維持於防止其凝縮之 水準。溫度應典型維持至少約15〇艽，較佳至少2⑻。c。由 員著4剧組口所產氣體的氣化與轉送之較佳溫度範圍係 自約3〇(rc至約65(rc。側流28理想地會分解成活性物類 而不必再加熱。此側流（例如，自〇1至25%的煙道氣），典 型少於總燃燒氣體（煙道氣）體積的1〇%，常少於3%，例如 自〇 · 1至2 %，挺供脲完全分解所需熱含及側流2 8與主流2 9 混合之足夠動量同時主流29能用以作其後熱交換。 支持側流2 8之容器提供脲分解的必要時間與氣體速度 。注射後典型供應自1至丨〇秒之逗留時間以完全分解脲並 促進HNCO與水汽間生氨反應。整個容器内保持每秒1-2〇 叹的側流氣體速率使最適合容器體積，達成活塞式流動， 增加脲小滴分散、蒸發及分別入側流，並儘量減少小滴衝 擊器壁。内溝與複壁可能適合達到最佳氣體速度以減少熱 消耗至外面環境。許多裝置中可用早已確定之設計工具如 計標機流體動力學模式導出最適宜的容器設計。 脲注射噴嘴3 2導入完好小滴。空氣支助的霧化器或機械 喷霧器均可利用。點滴大小在5 〇 〇公忽但典蜇小於1 〇 〇，較 佳5 〇公忽以下可望迅速蒸發並分解脲小滴。又考慮容器大 小時由例如超音波噴嘴所產緩慢小滴能比快而較大滴更 適宜。必要或需要時可引進蒸汽（此一方面請閱圖7-9)。 此時能導引此側流2 8至注射柵3 7 (或其他合宜引導設施或 裝置諸如一傳統氨注射柵）於含觸媒之SCR如26、26’及26 ff 的前方。本具體例内用一高溫鼓風機36產生適當注射壓力 -17-
1228054 (13) 例如約1 psig以下供氨注射柵37並附加提供混合。或者非 在圖上所描繪地點而另於脲噴嘴3 2之上游設一高溫鼓風 機3 6 〇 有密佈喷嘴的傳統氨注射柵3 7須要低至0.1 %之總燃燒 器/煙道氣作側流。如有需要，可用一靜態混合器2 4。或 者，注射柵3 7可包括較少稀疏配置的噴嘴或開口與下游所 設靜態混合器24而得均一分佈。此一替換設計可降低注射 柵附帶之成本與維護。與煙道氣混合由於數量級側流比較 傳統氨SCR方法内經氨注射栅（AIG)注射者質量高例如 1 - 2 %的煙道氣而促進。因此，本具體例視實用要求提供 注射概形式適應性。 此係本發明所有具體例的優點，因較大體積之側流氣體 與脲落液混合後導引氣體入s C R觸媒，不必要顯明混合程 序。許多情況下有益’特別在氣體體上有高度波動時提供 一段或多段氣體混合機構。適用混合機構有靜.能混合器、 旋風機、鼓風機及專為設計或完成混合氣體用其他程序設 備0 本發明此具體例的另一優點藉利用含燃燒氣之側流充 刀熱X換後氣體的熱含由與腺水液直接熱交換供氣化用 。计劃意外地表現以此方式直接熱交換於低負載情況下按 需要僅用輔助熱一其時>1(^減少需要亦低一比在冷流内用 補充熱氣化尿更有效得多。而且添加補充熱於側流可係控 制側流中一貫脲分解與SCR觸媒溫度及保持二者溫度在 其有效溫度範圍内之有效措施。 -18-
1228054 圖2說明與圖1相似的具體例，惟設置加熱器3 8使能充分 升高側流2 8溫度以確保脲所需斷裂。當鍋爐生產量低時此 點特別適用。需要加熱時此一安排之優點為所需熱量比加 熱全部出物或單純腸所需者大為減少。一高溫鼓風機3 6 位居脈嘴嘴32的下游，能設在加熱器38之上游以代替圖繪 位置。加熱器3 8表現成燃燒器能以蒸汽旋管加熱器、熱交 換器或其他機械替代使傳熱於側流2 8。 圖3係本發明另一具體例的示意圖，其中側流2 8由燃燒 器流出物主流分離’視需要加熱後注射脉入其中。二流（23 與2 8)合併’通過旋風器4〇完成粒子分離及完全混合。位 居噴嘎3 2下游之高溫鼓風機3 6可設於加熱器3 8的上游 。加熱器3 8能以蒸汽旋加熱器、熱交換器或其他機構傳熱 至側流2 8。 圖4為本發明另一具體例之示意圖，其中側流冗自煙道 氣器20泥出物主流23分離，通過旋風機4〇(或其他粒子分 離裝置或設備），然後視需要由加熱器3 8加熱，經注射器 3 2將脲注入。位於脲噴嘴3 2下游的高溫鼓風機3 6能設在加 熱器38或旋風分離器40之上游。加熱器38可用蒸汽旋管加 熱器、熱交換器或其他機構代替傳熱至側流2 8。 圖5係本發明一具體例的示意圖，與圖4相似，其中側流 2 8自燃燒4 2 2流出物主流2 3分離經加熱，將膽立即或在旋 風器40内（或其他粒子分離設備或裝置）注入。所得已處理 流經鼓風機3 6通過注射柵3 7 (或其他適當導引設備或裝置） 至SCR反應器前。亦圖解一可有可無之靜態混合器39。一 -19-
1228054 (15) 尚溫鼓風機36位於旋風器40下游，可設在加熱器38上游。 加熱器38能用蒸汽旋管加熱器、熱交換器或其他機構代替 傳熱至側流2 8。 圖ό為本發明另一具體例之示意圖，其中強制一玄氣泥 進入導管128並加熱，經注射器32注進脲。所得流於是通 過混合器及注射柵而與燃燒器釋出流混合，通過SCR反應 器。此具體例表現熱交換器4 5及燃燒器3 8，惟可視需要採 用任一者或二者。其他傳熱至側流2 8的機械能替代熱交換 器45或燃燒器38。 此具體例適用於燃燒器20的結構無法容許燃燒氣體構 成側流之情況，故必要額外加熱。利用有效鍋爐普通能得 的預熱燃燒空氣能減少外加熱。 圖7係本發明另一具體例之示意圖，與圖6相似，其中蒸 A由機構5 0作熱源導入。 圖8為本發明另一具體例的示意圖，與圖7相仿，其中蒸 汽源5 0設置緊接引進脲。 圖9係本發明另一具體例之示意圖，與圖6相似，其中由 _ 燃燒氣體在S C R觸媒反應器處理後形成側流2 2 8。此具體 例有優點為氣體具可熱值，特別若撤出後用以預熱燃燒空 氣0 圖1 0為本發明另一具體例的示意圖，與圖9相仿，其中 由燃燒氣體在s C R觸媒反應器及下游顆粒收集設備6 〇諸 如靜電沈殿器、袋濾器、或旋風分離器内處理後形成之側 流3 2 8。氣體的熱值比前例雖低，此計劃貢獻優點為運用 -20- 1228054 (17) 34 (234) 閥 36 鼓風機 37 注射柵 38 加熱器(燃燒器) 40 (60)，42 旋風器 45 熱交換器 50 蒸汽熱源 ★ w ,v* 、r '«^ 發明說明續頁.
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Claims (1)

1228054 I修正尊轉丨哀J〇6號專利申請案 「'V _ 請I利範圍替換本(93年6月） ί 户· r^l 拾、申請專利範圍 1 . 一種降低燃燒氣體流内氮氧化物濃度之方法，包括： 供應溫度至少140°C的氣體側流； 於有效氣化含水脲之條件下，引進一脲水溶液進入 該側流； 將含有得自脲氣化之氣體的該氣體側流導入一比側 流體積較大之含N〇x氣體的主流產生合併氣流；及 將合併氣流送經一 ！^0\還原觸媒，在有效條件下減少 合併氣流中NOxi濃度。 2 .根據申請專利範圍第1項之方法，其中側流包括自燃燒 氣流中分離的燃燒氣體，以產生該側流與該主流。 3 .根據申請專利範圍第1項之方法，其中側流含外界空氣。 4.根據申請專利範圍第1項之方法，其中側流含有自該合 併氣流於通過該NOx還原觸媒後抽出的氣體。 5 .根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其中該氣 體侧流加熱至溫度至少為200°C後導入脲水溶液。 6 .根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其中 '脲溶 液以相對該合併流内N〇x濃度的比率引入後，通過該N〇x 還原觸媒以有效產生N S R自0 . 1至2 · 0。 7 .根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其中含水 脲有5至7 0 %的濃度。 8 .根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其中側流 申#要通择圍績頁 1228054 9 .根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其中側流 通過一混合設備後，引進該含由脲氣化所得氣體之氣體 側流入該含N〇x氣體的主流，而產生該合併氣流。 10. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其中脲 係於其中氣體通過減少微粒設備後引入側流。 11. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其中脲 為一固態試劑。 12. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其中該 氣體側流加熱至溫度至少為200°C後，將濃度5至7 0 %的 脲水溶液以相對該合併流内N〇x濃度之比率導入後，送 經該NOx還原觸媒以有效產生N S R自0.1至2.0，側流通 過一混合設備，之後將含有得自脲氣化的氣體之該氣 體侧流引入該含N〇x氣體的主流以生該合併氣流。 13. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其中該 氣體側流含標準狀態下0.1至1 0 %體積的合併氣流。 14. 一種降低燃燒氣體流内氮氧化物濃度之方法，包括： 供應溫度最少200°C的氣體側流，該側流含由燃燒氣 流分離之燃燒氣產生該側流與一主流，其中該氣f豊側 流含標準狀態下0.1至1 0 %體積的燃燒氣體； 在有效氣化該含水脲之條件下，導引一脲水溶液入 該側流，該脲有濃度自5至7 0 %，以相對該合併流内N〇x 濃度的比率引進後通過該N〇x還原觸媒以有效產生 NSR 自 0· 1 至 2.0 ; 將含脲氣化所得氣體之該氣體側流導入體積大於側 流的該含N〇x氣體之主流，以產生一合併氣流；及 申讀專钿藏圍績買 1228054 將合併氣流於有效減低合併氣流内N〇x濃度的條件 < 下，通過一 N〇x還原觸媒。 _ 15. —種降低燃燒氣體流内氮氧化物濃度之方法，包含： · 供應溫度至少200°C的氣體側流，該側流含由燃燒氣 流分離之燃燒氣而產生該側流與一主流，其中該氣體 ' 側流含標準狀態下0.1至1 0%體積的燃燒氣體； 在有效氣化該含水脲之條件下，導引一脲水溶液進 入該側流，該脲有濃度自5至7 0 %，以相對該合併流内 NOx濃度的比率引進後通過該N〇x還原觸媒以有效產生 β NSR 自 0· 1 至 2.0 ; 將含脲氣化所得氣體之該氣體側流導入體積大於側 流的該含NOx氣體之主流以產生一合併氣流； 將合併氣流於有效減低合併氣流内N〇x濃度的條件 下，通過一 N〇x還原觸媒； 其中該側流内所含該燃燒氣體係自該合併氣流通過 NOx還原觸媒後分離。 16. —種降低燃燒氣體流内氮氧化物濃度之方法，包含： 供應溫度最少200°C的氣體側流，其中該氣體側流含 標準狀態下0 . 1至1 0 %體積之燃燒氣體，係由燃燒氣體 的外部來源供應； 於氣化該含水脲之有效條件下，將一脲水溶液導入 該側流，該脲有1 5至70%的濃度，以該合併流中N〇x 濃度相對比率引進後通過該N〇x還原觸媒以有效產生 自 0.1 至 2.0 之 NSR ; 將含脲氣化所得氣體之該氣體側流導入體積大於側 申請專利範圍續頁 1228054 流的該含NOx氣體之主流，而產生一合併氣流；及 將合併氣流於有效減低合併氣流内N〇x濃度的條件 下，通過一 NOx還原觸媒。 17. —種降低燃燒氣體流内氮氧化物濃度之裝置，包括： 輸送一種溫度至少140°C的氣體側流之導管設備； 在有效氣化含水N〇x還原劑的條件下，將該N〇x還原 劑水溶液引進該側流之設備； 將含有由N〇x還原劑氣化所得氣體的該氣體侧流導 入一含N〇x氣體積大於側流之主流而產生合併氣流的 設備；及 於降低合併氣流内NOx濃度之有效條件下將合併氣 流通過一 NOx還原觸媒的設備。 18. 根據申請專利範圍第1 7項之裝置，其中設備係供自燃 燒氣流中分離側流以產生該側流與該主流。 19. 根據申請專利範圍第1 7項之裝置，其中設備係供引入 外在空氣作為側流。 20. 根據申請專利範圍第1 7項之裝置，其中設備係供氣體 通過該NOx還原觸媒後，自該合併氣流内撤出該氣、體而 形成該側流。 21. 根據申請專利範圍第1 7至2 0項中任一項之裝置，其中 設備係供加熱該氣體側流至至少200°C的溫度，然後導 入赚水溶液。 22. 根據申請專利範圍第1 7至2 0項中任一項之裝置，其中 設備係供將一脲溶液以相對該合併流内N〇x濃度的比 率導入，之後通過該N〇x還原觸媒以有效產生NSR自 煙纖圍續頁: 1228054 0. 1 至 2.0。 23. 根據申請專利範圍第1 7至2 0項中任一項之裝置，其中 設備係供引進濃度自5至7 0 %的脲溶液。 24. 根據申請專利範圍第1 7至2 0項中任一項之裝置，其中 設備係藉蒸汽加熱側流以促進NOx還原劑氣化。 25. 根據申請專利範圍第1 7至2 0項中任一項之裝置，其中 在該氣體側流内提供混合設備。 26. 根據申請專利範圍第1 7至2 0項中任一項之裝置，其中 又包括微粒脫除設備，並自該微粒脫除設備下游的流 出物内撤出側流。 27. 根據申請專利範圍第1 7至2 0項中任一項之裝置，其中 脲係一固體試劑。
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