[发明专利]降低汞控制所需的卤素含量的系统和方法

说明书

相关申请数据

本国际申请要求2013年08月18日提交的题目为汞控制、增加SCR催化剂寿命和/或催化活性和控制多种排放物所需的系统和方法的美国专利申请号13/962,761的优先权并是它的部分继续申请，且美国专利申请号13/962,761要求2013年02月18日提交的题目为增加SCR催化剂寿命和/或催化活性和控制多种排放物的系统和方法的美国专利申请号13/769,686的优先权并是它的部分继续申请，且美国专利申请号13/769,686要求2011年05月27日提交的题目为增加SCR催化剂寿命和/或催化活性和控制多种排放物的系统和方法的美国专利申请号13/117,332的优先权并是它的部分继续申请，且美国专利申请号13/117,332要求2010年01月21日提交的题目为保护SCR催化剂和控制多重排放物的系统和方法的美国专利申请号12/691,527的优先权并是它的部分继续申请，且美国专利申请号12/691,527要求2009年04月22日提交的题目为保护SCR催化剂的系统和方法的美国临时专利申请号61/171,619的优先权并是它的非临时专利申请。本文以参见方式引入上述专利申请的全部内容，与这些专利全文写入本申请效果一致。

发明领域和背景

1.发明领域

本发明一般涉及用于锅炉、加热器、窑、或者其它的会产生烟气或燃烧气体的装置(例如设置在发电站、炼油厂等地的装置)的排放物控制设备领域,具体涉及可以用来(i)降低影响气相汞控制所需的卤素含量；(ii)减少或防止SCR催化剂的中毒和/或污染；和/或(iii)控制各种排放物的新颖有效的方法和设备。在另一种实施方式中，本发明的方法和设备设计成：(a)实现降低影响气相汞控制所需的一种或多种卤素或含卤素的化合物含量；(ii)实现保护、增加SCR催化剂的催化活性和/或增加SCR催化剂的催化寿命跨度；和/或(iii)实现控制来自燃烧过程的各种排放物(例如，控制硒排放物)。又在另一种实施方式中，本发明涉及用于(A)同时降低影响气相汞控制所需的卤素含量并实现降低汞的排放；和/或(B)减少用于锅炉、加热器、窑、或其它的会产生烟道气或燃烧气体的装置(例如设置在发电站、炼油厂等地的装置)的一或更多件排放物控制设备中所含的硒的量和/或由其排放的硒的量的方法和设备。

2.相关技术简述

NO_x是指燃烧过程中产生的一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO₂)和痕量的其它氮氧化物种类的累积的排放物。由于高温以及空气和燃料中存在氧和氮的缘故，任何化石燃料的燃烧都会产生一定水平的NO_x。NO_x排放物可使用低NO_x燃烧技术和燃烧后处理技术来加以控制。一种这样的燃烧后处理技术包括选择性的催化还原(SCR)系统，在该系统中，催化剂促使NO_x和反应剂(通常为氨水)之间发生化学反应，以产生分子氮和水蒸气。

SCR技术在全球范围内被用来控制来自燃烧源的NO_x排放物。早在二十世纪七十年代晚期的日本、二十世纪八十年代晚期的德国、以及二十世纪九十年代晚期的美国，该技术已经被用于对电站锅炉排放的NO_x进行控制。人们设计的工业规模的SCR原则上在500℉-900°F的温度范围内操作，但是通常温度范围为550℉-750°F。人们通常将SCR设计成能够在最大程度可允许的氨逸出情况下满足特定的NO_x减少效率。氨泄漏是流出SCR的未反应的氨的浓度，其表达为按体积计每百万分之份数。

关于在工业和发电工业中所采用的NO_x去除技术的进一步细节，读者们可参见《蒸汽/其产生和应用(Steam/itsgenerationanduse)》,第41版，Kitto和Stultz著,著作权2005,美国俄亥俄州巴比顿市的拜德考克和威尔考克斯公司(TheBabcock&WilcoxCompany,Barberton,Ohio,U.S.A.),具体参见第34章-氮的氧化物的控制，其内容参考结合入本文中，相当于全文列于本文。

由EPA颁布的规章允诺增加装备有SCR的电厂锅炉部分。SCR通常设计为最大效率约为90％。该限值不是由于在SCR为达到更高水平的NO_x破坏能力的任何理论限值而设定的。相反，它是防止氨泄漏过度而设定的实际限值。以下对该问题进行解释。