[發明專利]通過流動層燃燒爐中的多步驟反應來同時減少氮氧化物及氧化亞氮的方法

有效

• 申請號: 201310390751.4
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN104415654B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 文勝鉉;李承宰;柳寅洙
• 申請（專利權）人: 韓國能量技術研究院
• 主分類號: B01D53/80
• 分類號: B01D53/80;B01D53/56
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 謝順星,王朋飛

技術領域

本發明涉及一種技術，該技術能夠減少在流動層燃燒爐（Fluidi?zed?Bed?Combustor）（包括焚化爐（incinerator））中燃燒煤炭、下水道污泥（Sewage?sludge）、木材等碳源時所產生的的氮氧化物（NO_x）及氧化亞氮（N₂O）。尤其涉及一種在流動層燃燒爐內，將多孔性流動介質與無水氨（anhydrous?ammonia）、氨水（ammonia?water）、尿素氮水溶液（Urea-water?Solution）等氨類還原劑一起使用的技術。

背景技術

大氣中的氮氧化物有氧化亞氮（N₂O：nitrous?oxide）、一氧化氮（NO：nitric?oxide）、三氧化二氮（N₂O₃：nitrogen?trioxide）、二氧化氮（NO₂：nitrogen?dioxide）、五氧化二氮（N₂O₅：nitrogen?peroxi?de），還有以不穩定態存在的三氧化氮（NO₃）。其中，對大氣造成影響的有N₂O、NO、NO₂。它們在大氣污染領域被稱為氮氧化物。

與氮氧化物及氧化亞氮的排放相關的流動層燃燒爐與其它燃燒爐相比，燃燒溫度相對低，氮氧化物（NOx）的生成量較少。但為了滿足越來越嚴格的排放限制標準，利用選擇性非催化還原（SNCR:Selective?non-catalytic?reduction）技術，向燃燒爐中噴灑氨類還原劑（Ammonia?kind?of?reducing?agent）。另外，包括下水道污泥等有機物質的燃料與其它燃料相比含有相對更多的氮成分，因此在燃燒有機行物質時，會產生大量燃料式氮氧化物（Fuel?NO_x），有必要降低氮氧化物。而氧化亞氮具有在1100℃高溫下發生分解的特征，燃燒溫度達1100℃以上的固定床（fixed?bed）或噴泉床（spouted?bed）燃燒爐的氧化亞氮生成濃度非常低。但流動層燃燒爐的燃燒溫度維持在750℃～950℃，因此會產生約10～300ppm左右的氧化亞氮。

氮氧化物是產生酸性氣體的物質，目前已被列入排放控制標準，但氧化亞氮還未適用限制。但氧化亞氮是京都議定書（Kyoto?Protoc?ol）中定義的6大溫室效果氣體之一，硝酸工廠或己內酰胺（caprola?ctam）工廠等各化工廠已經開始引進降低排放技術。特別是氧化亞氮比二氧化碳的溫暖化指數高出310倍，成為清潔發展機制（Clean?d?evelopment?mechanism：CDM）事業的對象，被公認為達到溫室氣體降排目標所必須除去的物質。

現有技術中，為了降低氮氧化物排放量而廣泛應用的技術有向流動層燃燒爐內的高溫區域（750～950℃）噴灑氨類還原劑，產生如反應式1所示反應的選擇性非催化還原技術，以及利用催化劑在廢氣管道（exhaust?gas?duct）的中溫區域（250～400℃）中進行如反應式2所示還原反應的選擇性催化還原（SCR:Selective?catalytic?reduction）技術。

而N₂O的降排技術主要應用于硝酸工廠的廢氣處理，使用的方法有將硝酸生產工序中由原料氨的氧化附帶生成的氧化亞氮在450～900℃區域條件下，按反應式（3）進行分解的催化劑分解方法，以及不使用催化劑，在高溫（1100℃以上）條件下，按反應式（4）進行熱分解的方法。

因此，同時生成NO_x和氧化亞氮N₂O的下水道污泥燃燒爐、木材燃燒爐、煤炭燃燒爐等流動層燃燒爐中，需要分別使用所述NO_x降排技術和N₂O降排技術。

現有文獻

專利文獻