用于从废气中有效移除颗粒的设备的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于从废气中有效移除颗粒的设备，该设备通过以低成本改进ESP操作来提高从来自发电装置的废气的颗粒的去除，该改进通过提供受控的补充氨源以作为废气调节器来进行。具有可控制的旁通阀和水解催化剂的气化尿素旁路流提供了来自热尿素气化反应器的氨的受控流到静电除尘器上游的位置处。
【专利说明】用于从废气中有效移除颗粒的设备
【技术领域】
[0001]本实用新型总体上涉及一种用于改进从废气流的颗粒去除的设备，以帮助阻止颗粒离开发电装置且污染空气。本实用新型的设备提供用于调节废气的氨来增加静电除尘器(ESP)操作。该设备可以有效地按需要从尿素提供氨，并且是如此的经济以致于会鼓励发电装置操作者实施它。
【背景技术】
[0002]颗粒是一种特别麻烦的污染物，因为它们可减小能见度并且引起对健康不利的影响。ESP设备为一种用于在废气离开排气烟囱进入外部空气之前从废气中除去颗粒的常用且有效的装置，但是所产生的灰的质量以及它周围的燃烧气体通常需要用化学品来处理以使得灰更容易被ESP收集。这称为废气调节并且通常包括向废气添加氨或S03。可能希望以降低的成本增强ESP颗粒去除，以便经济节约地鼓励发电装置操作者除去更多的颗粒。
[0003]如授予Sun等人(Fuel Tech, Inc)的美国专利N0.7, 090, 810 (中国专利号ZL01807289.5)中描述的，可根据下列反应通过加热来气化尿素以便提供包括氨和异氰酸的气体流:
[0004]NH2-CO2-NH2 — NH3+HNC0
[0005](尿素)(氨)(异氰酸)
[0006]因此热气化的尿素提供了包含异氰酸和氨的产品气体。此气体混合物可用于还原NOx，例如选择性催化还原，这两种气体对于该还原均是有效的。出于ESP之前的废气调节的目的，氨是提高ESP的性能所期望的试剂。尽管能够将来自热复合流的所有异氰酸转变成氨，但这将是非常昂贵的并且这样做是浪费设备的。
[0007]已知的是，氨和SO3都可存在于离开用于还原NOx的SCR单元的气体中，但有需要供应这些气体以便进一步增强ESP操作的时候。可能希望提供紧接着SCR的废气调节气体的来源，所述来源具有可能用于ESP的最大的氨浓度，而不会浪费由热尿素气化所产生的任何产品气体流。
[0008]需要这样一种设备，该设备用于通过提供来自尿素的氨的有效供给来提高颗粒的去除。
实用新型内容
[0009]本实用新型提供了一种用于通过以低成本改善ESP操作来改进发电装置废气的颗粒的移除(去除)的设备，该ESP操作的改善通过提供作为废气调节器提供受控的补充氨源来进行。
[0010]从另一角度，本实用新型提供了一种用于颗粒去除的、具有增强的ESP操作的设备，该设备包括具有可控制的旁通阀和水解催化剂以便提供来自热尿素气化反应器的氨的受控流的的气化尿素旁路流。
[0011]在优选的形式中，本实用新型将提供受控的气化尿素旁路流，其可用于根据需要补充已经包含SO3和/或氨的废气的废气调节潜能。
[0012]从另一角度，本实用新型提供了一种包括补充废气源的设备，该补充废气源调节紧接着利用气化尿素的SCR的氨。该设备的优点是:它提供了可能用于ESP的最大的氨浓度，而不浪费由热尿素气化产生的任何产品气体流。
[0013]在一个方面中，本实用新型提供一种用于在废气释放至大气之前有效地从该废气中移除颗粒的设备，所述设备包括:燃烧室，所述燃烧室具有管道件，以用于运送燃烧气体穿过选择性催化反应器和静电除尘器到排气烟囱并到大气；热反应器，其用于气化尿素水溶液以形成包含氨和异氰酸的气化尿素产品；主要气化尿素产品导管，该导管从热反应器延伸至用于还原NOx的选择性催化反应器之前的管道件处；旁路导管，其包括可控制的阀和用以将异氰酸转变成氨的水解催化剂，所述旁路导管从所述主要气化尿素产品导管延伸至紧接着选择性催化反应器并且在静电除尘器之前的导管；静电除尘器，其在燃烧气体穿过排气烟?到大气之前移除颗粒，其中，通过受控的引入氨来针对颗粒移除增强静电除尘器的操作。
[0014]在一个实施例中，热反应器通过加热器加热，该加热器可包括电加热器或气体加热器或来自燃烧室的旁路管线。
[0015]在优选的形式中，设有控制器，以便响应于感测到的对氨的需求来操作旁通阀。
[0016]下面描述本实用新型的其他和优选的方面。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]包含在说明书中并组成说明的一部分的附图示出了本实用新型当前优选的实施例，它与下文给出的优选实施例的详细说明一起用于说明本实用新型的原理。如所示出的，相同的附图标记指代相同的或相应的部件。
[0018]图1为燃烧设施的示意图，所述燃烧设施利用采用本实用新型的优选的实施例。
【具体实施方式】
[0019]对本实用新型的描述参考附图作出，在附图中可见在图1中示意性示出的简化的优选实施例。附图和所示出的设备将在下文中简略地说明。
[0020]图1为燃烧设施的示意图，它利用本实用新型以便在燃烧气体排放至大气之前提高燃烧气体中颗粒的去除。该燃烧设施包括具有燃烧器的燃烧室10。所述燃烧器通过燃烧来自未示出的源的燃料和由管道件14供应的空气来提供燃烧区12中的热量。热的燃烧气体将沿由块箭头指示的方向穿过炉子10，并且来自燃烧的热量从管道件15中的废气转移至热交换器16和18，然后穿过选择性催化还原(SCR)反应器20，在该反应器中能用气化的尿素(例如，氨或异氰酸)处理在燃烧过程中形成的NOx以将该NOx转换成氮气和水。
[0021]紧接着SCR反应器20，燃烧气体将流过空气-空气热交换器22，该热交换器用于预热经由管道24供应的外部空气，以将该外部空气经由管线14递送至燃烧区12。离开热交换器22的废气在经过管道件26至静电除尘器(ESP) 28时被显著地冷却，在该静电除尘器中颗粒在穿过沿烟囱30向上的气体之前被收集。这是实际的工业或公用燃烧室和废气处理工艺的高度简化的版本，但它示出了可行的方案。
[0022]ESP例如28的操作由本实用新型的废气调节设备提高。一般地，废气调节要求将少量诸如氨(NH3)和/或三氧化硫(SO3)的调节剂受控地引入至废气中。此效果是降低了飞灰的抵抗力并有利于它在ESP中的收集。即使当三氧化硫的水平足以降低抵抗力时，也优选采用氨来提高收集。本实用新型使氨能在ESP单元28之前以高效率和低成本引入管道26内的较冷气体中。图1示出能提供氨供应的设备布置(整体以40示出)。
[0023]氨供给系统40示出为包括经由管线41的工艺空气供应(通常为热的废气)、尿素供应42以及热反应器43。术语“尿素”意在包含它所有商业形式，这些商业形式通常主要由尿素组成，包括按重量计95%或更多的尿素。在本实用新型的工艺中这种比较纯的尿素形式是优选的且具有数个优点。尿素优选以水溶液供应至该设备，该水溶液的浓度为从约30 %至约70 %，最优选地从约45 %至约60 %。
[0024]当仅通过热处理气化尿素时，反应气体将包括氨，并且还将包含异氰酸(HNCO)，这两者对于通过选择性催化还原进行的NOx还原均是有效的。如授予Sun等人(FuelTech, Inc)的上述专利中所描述的那样生产尿素并且提供可用于还原NOx的产品气体。
[0025]可单独通过废气的焓运行热反应器43，或者可通过废气或电加热器、气体加热器或蒸汽加热器将该热反应器加热至通常从约700° F至约1200° F的温度，并且尿素以待气化成氨和异氰酸的细小液滴喷洒在热反应器43中。在一些实施例中，热反应器43可在操作期间维持操作温度，并且如果需要，可在待机期间通过加热器(未示出)维持操作温度，所述加热器可包括电加热器或气体加热器或来自燃烧室的旁路管线。
[0026]产生的气化尿素借助于来自热反应器43的主要气化尿素产品导管44从热反应器43穿过到达处于用于还原NOx的选择性催化反应器20之前的管道件15。由21示意性示出的已知结构的注氨格栅可用于引入气化尿素。
[0027]旁路导管45包括可控制的旁通阀46和用以采用废气中存在的或由未示出的装置加入的水蒸气将异氰酸转变成氨的水解催化剂47，所述旁路导管从所述主要气化尿素产品导管44延伸至在选择性催化反应器22之后且在静电除尘器28之前的导管26。
[0028]静电除尘器28在燃烧气体穿过排气烟囱30至大气之前除去颗粒是更有效的，此时根据需要通过喷射器装置48来加入氨。以此方式，本实用新型提高了用于通过氨的受控引入来除去颗粒的静电除尘器28的操作。在一种优选形式中，控制器50设置成为响应感测到的对氨的需求来操作旁通阀46。控制器50可与各种阀(一些以与用于旁通阀46的符号相同的符号示出)和用于感测流量、压力、气体组分(例如，N0x、S03、NH3等)浓度的传感器等进行有线的或无线的连接。用于任何这些参数的传感器会发送表征控制器50的感测状况的信号，并且控制器会将该信号与预定值比较，计算差值并且发送一控制信号至用于一个或多个阀的致动器。
[0029]如上文中所提到的，本实用新型的优点为，可利用本实用新型以低温度且低浓度将氨提供至较小体积的使用，例如以仅l-30ppm、例如3-10ppm的浓度将氨提供至ESP。在此情况下，将如所示出的经由喷射器48供应氨。该系统还能以例如100-1000ppm的较高浓度将气化尿素供应至SCR。
[0030]SCR催化剂为在SCR系统中使用的优选类型，它通常具有一些钒，例如钒的含量至多约为4%。可采用其他催化剂。催化剂可取的尺寸为提供1000-30，OOOhf1、例如2500-7，SOOhr—1的空间速度。催化剂结构将为具有连续通道的整体，所述连续通道引起小压力液滴穿过催化剂的深度或长度，所述催化剂结构具有从I至1mm的间距以适应此目的。基于钒、钛和钨一通常为氧化物一的催化剂会是有效的。在一个实施例中，具有约4mm的间距且包括1-2%的钒含量的T12催化剂是有效的。
[0031]上面的说明用于教导本领域技术人员如何实施本实用新型。它并不意在详尽所有那些明显的修改和变型，通过阅读本说明书，所述修改和变型对于本领域技术人员而言是明显的。然而，其意图在于，所有这样的明显修改和变型都包括在由下面的权利要求限定的实用新型范围中。所述权利要求书意在涵盖所要求的部件和任意顺序的步骤，除非文中特别地给出相反的知识，所述部件和所述任意顺序的步骤可有效满足预期的目的。
【权利要求】
1.一种用于从废气中有效移除颗粒的设备，该移除在废气释放至大气之前进行，所述设备包括: a.燃烧室，所述燃烧室具有用于携带燃烧气体穿过选择性催化反应器和静电除尘器至排气烟囱以到达大气的管道件； b.热反应器，该热反应器用于气化尿素水溶液以形成包含氨和异氰酸的气化尿素产品; c.主要气化尿素产品导管，它从所述热反应器通向用于还原N0X的选择性催化反应器之前的管道件； d.旁路导管，它包括可控制的旁通阀和用以将异氰酸转变成氨的水解催化剂，所述旁路导管从所述主要气化尿素产品导管延伸至在所述选择性催化反应器之后并且在静电除尘器之前的导管； e.静电除尘器，它在燃烧气体穿过排气烟囱到大气之前移除颗粒，其特征在于，静电除尘器的用于移除颗粒的操作通过氨的受控引入来增强。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述热反应器通过加热器加热，该加热器能包括电加热器或气体加热器或者来自所述燃烧室的旁路管线。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，设有控制器，以便响应于感测到的对氨的需求来操作所述旁通阀。
【文档编号】B01D50/00GK204134421SQ201420463182
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】J·M·博伊尔, S·M·梅修, S·陈 申请人:燃料技术公司