[發明專利]用于選擇性催化還原期間的廢氣流旁路的布置和方法

有效

• 申請號: 201480046221.0
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN105452772B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: M.B.科亨;T.D.赫爾勒維爾;S.L.達林格
• 申請（專利權）人: 通用電器技術有限公司
• 主分類號: F23J15/00
• 分類號: F23J15/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 嚴志軍,傅永霄

技術領域

本公開涉及在動力生成設施中的選擇性催化劑還原期間的廢氣流旁路。

背景技術

在燃燒過程期間，從鍋爐生成的廢氣包含氮氧化物(NO_x)。期望減少到大氣中的NO_x排放。一種用于減少NO_x排放的燃燒后過程是選擇性催化還原(SCR)的過程。選擇性催化還原系統使用催化劑和反應劑，諸如氨氣、NH₃，以將NO_x離解成分子態氮、N₂、和水蒸氣。具有例如焚燒化石燃料的鍋爐的公用蒸汽生成動力廠可采用選擇性催化還原(SCR)來作為NO_x還原技術。鍋爐大體上包括與尾部煙道(backpass)容積流體地連通的鍋爐容積。烴燃料的燃燒發生在鍋爐容積內，從而形成熱的廢氣，該熱的廢氣在鍋爐容積內升高，從而將它們的能量的一部分讓給熱力蒸汽循環的工作流體。廢氣然后被引導至尾部煙道容積且被引導穿過其，在該尾部煙道容積中，它們將額外的能量讓給工作流體。在離開尾部煙道容積后，廢氣被經由氣體管道引導穿過選擇性催化還原室，且由該處被引導至空氣預熱器和廢氣清潔系統，由該處被經由排氣管引導至大氣。

在SCR系統中，在氣體管道中的廢氣流離開尾部煙道容積且在SCR室上游的同一點處，氣態形式的反應劑(可能是氨)、或尿素/水溶液被引入廢氣流中，且被促進與廢氣流混合。反應劑/廢氣混合物然后進入SCR室，在其中，在存在催化表面的情況下，在反應劑與廢氣混合物之間發生NO_x還原。將氨或尿素引入廢氣流中通常通過使用注射器霧化噴嘴來實現，注射器霧化噴嘴位于氣體管道的外圍處，或者浸入廢氣流內的噴槍上。

雖然SCR有助于NO_x的還原，但三氧化硫(SO₃)排放增加，因為用于NO_x還原的催化劑促進進入的二氧化硫(SO₂)到三氧化硫(SO₃)的氧化。排氣管處的SO₃排放必須被限制到非常低的水平(低于5 ppm)，以避免過度的不透明度和/或可見的藍色羽流。

在SCR的下游，SO₃排放通過在燃燒空氣預熱器中的冷凝而部分地減少，且在顆粒和SO₂控制設備中被捕獲。如果該減少被證明是不充分的，則對過程添加特定的SO₃控制措施。一個額外的控制措施是在廢氣脫硫設備(用于移除SO₂和SO₃二者)的上游添加噴霧干式吸附器。另一控制措施是在靜電沉積器的上游添加冷凝熱交換器，在此，SO₃由飛塵/冷凝物捕獲。其他方法包括使用氨、石灰、碳酸氫鈉、天然堿等的干或濕的吸附劑注射。所有這些方法既增加資本成本又增加操作成本。因而期望在對額外的控制設備花費最少資本的情況下成本有效地減少去往大氣的SO₃排放。

發明內容

在本文中公開了一種系統，其包括：選擇性催化反應器；其中，該選擇性催化反應器位于生成廢氣的鍋爐的下游；該選擇性催化反應器操作以將氮氧化物還原為氮；旁路管線；該旁路管線與該選擇性催化反應器流體地連通；該旁路管線聯接(contact)去往該選擇性催化反應器的輸入管線，其中，該旁路管線適于操作從該選擇性催化反應器轉移的廢氣的容積；第一控制氣閘，其配置在去往該選擇性催化反應器的入口處；和第二控制氣閘，其配置在去往該旁路管線的入口處；其中，該第一控制氣閘和該第二控制氣閘相互作用，來以將從該系統釋放的三氧化硫的量有效地降低至期望值的比例，在該選擇性催化反應器與該旁路管線之間使廢氣流分開。

在本文中還公開了一種方法，其包括：將廢氣流從鍋爐排放至系統，該系統包括：選擇性催化反應器；其中，該選擇性催化反應器位于生成廢氣的鍋爐的下游；該選擇性催化反應器操作以將氮氧化物還原為氮；和旁路管線；該旁路管線與該選擇性催化反應器流體地連通；該旁路管線聯接去往該選擇性催化反應器的輸入管線，其中，該旁路管線適于操作從該選擇性催化反應器轉移的廢氣的體積；以將從該系統釋放的三氧化硫的量有效地降低至期望值的比例，在該選擇性催化反應器與該旁路管線之間使該廢氣流分開。

附圖說明

圖1是具有圍繞選擇性催化反應器的旁路管線的系統的繪圖；且

圖2是圖1的系統的繪圖，具有減小尺寸的選擇性催化反應器。

具體實施方式