[發明專利]用于油頁巖污染物吸附/NOx再燃燒的多級污染物控制的方法和設備

無效

• 申請號: 200580040761.9
• 申請日: 2005-11-21
• 公開（公告）號: CN101065175A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: R·D·寶德曼;R·A·卡林頓
• 申請（專利權）人: 巴特勒能源同盟有限公司
• 主分類號: B01D47/00
• 分類號: B01D47/00;B01D53/86;B01D53/46;B01J8/00;B01D53/56
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 項丹

????????????????????????????相關申請

本申請要求享有于2004年12月2日提交的名稱為“用于油頁巖污染物吸 附/NOX再燃燒的多級污染物控制的方法和設備”的美國非臨時性申請No. 11/004,698的權益，該申請的全文參考結合于本文。

????????????????????????????政府權利

依照美國能源部與Battelle?Energy?Alliance，LLC之間的合同No. DE-AC07-99ID?13727以及No.DE-AC07-05ID14517，美國政府對本發明享有一 定的權利。

發明領域

本發明涉及降低燃料燃燒或氣化產生的污染物。更具體地說，本發明涉及 油頁巖作為吸附劑和化學還原劑中的至少一種，以減少污染物。

發明背景

煤、生物質殘余物和固體廢物如木質廢物、市政固體廢物(″MSW″)或源自 燃料的垃圾(“RDF”)被用作燃料來產生電能。然而，燃燒這些燃料還產生了 各種污染物，如含氮化合物或含硫化合物，據信這些化合物都涉及形成煙霧和 酸雨。如果燃料中含有汞，燃燒時還產生含汞化合物，這類化合物已被環保署 (″EPA″)確定為嚴重的毒性污染物。這些污染物包括氮氧化物(“NOx”)，如一 氧化氮(“NO”)和二氧化氮(“NO₂”)，硫氧化物(“SOx”)，如二氧化硫(“SO₂”) 和三氧化硫(“SO₃”)，揮發性元素汞(“Hg°”)以及揮發性氯化汞(“HgCl₂”)。 空氣污染物控制法規，如CleanAir?Act和Clear?Skies?Initiative，規定了許多這 些污染物的排放，并期望在立法機構通過，在美國和其它國家成為法律。根據 在1990?CleanAir?Act修改案的Maximum?Achievable?Control?Technology (″MACT″)條款，目前要求EPA發布對汞排放的限制。因此，許多發電廠將被 要求減少這些污染物和其它污染物的排放。

在礦物燃料、生物質和廢棄材料的氣化過程中，如果燃料含有硫，則硫通 常轉化為硫的還原形式，如硫化氫(“H₂S”)、氧硫化碳(“COS”)和二硫化碳 (“CS₂”)。燃料中所含的氮轉化為還原的氮化合物，包括氨(“NH₃”)、氫氰 酸(“HCN”)和氮氣(“N₂”)。與燃料一起加入的大多數的汞轉化為揮發性Hg° 和HgCl₂。礦物燃料和生物質的燃燒還釋放酸性氣體，如鹽酸(“HCl”)、硫酸 (“H₂SO₄”)和磷酸(“H₃PO₄”)。這些酸性氣體會腐蝕進行燃燒的設備，如燃 燒裝置或燃燒器的爐管。因此，要求限制酸性氣體的形成或者在接近燃燒裝置 中產生酸性氣體的地點除去這些酸性氣體。

已經開發了各種工藝來降低燃煤發電廠的排放。一直使用石灰作為SOx污 染物的吸附劑，如美國專利No.3,995,006(Downs等)、5,176,088(Amrhein等， “Amrhein”)和美國專利No.6,143,263(Johnson等)中描述的。這種工藝被稱作 石灰注入多級燃燒器(″LIMB″)工藝或石灰注入干式滌氣(″LIDS″)工藝。將石灰 注入爐子中溫度為2,000-2,400℉的區域。

使用有機還原劑和胺還原劑如氨或脲來選擇性地還原NO_x污染物，如在美 國專利No.3,900,554(Lyon)中描述的。這種工藝被稱作非催化的選擇性還原 (″SNCR″)。將還原劑注入在約975K-1375K溫度的爐子中，以將NO_x非催化選 擇性地還原為分子氮(″N₂″)。將氨注入爐子中溫度為1,600-2,000℉的區域。

如Amrhein揭示的，已將LIMB和SCNR工藝組合來同時除去NO_x污染物 和SO_x污染物。使用石灰來吸收SO_x污染物，同時用氨來吸收NO_x污染物。然 而，實施這種組合工藝的成本高，并且增加了工藝的復雜性。