通过流动层燃烧炉中的多步骤反应来同时减少氮氧化物及氧化亚氮的方法
【专利摘要】本发明提供一种同时减少氮氧化物和氧化亚氮的方法，其特征为，该方法包括以下步骤。步骤1：包含于多孔性流动介质中的还原剂从表面蒸发，与氮氧化物和氧化亚氮一起反应，发生选择性非催化还原反应，一部分还原剂蒸发后变轻的流动介质移动到高于喷洒区域的上部；步骤2：从多孔性流动介质气孔扩散进来的一部分氮氧化物和氧化亚氮在气孔表面与还原剂发生选择性催化还原反应，在泥浆状态下，被流动介质气孔吸收的还原剂全部蒸发并去除；步骤3：流动介质变得更轻，移动到更高的上部，使得未反应的N2O在流动介质的气孔中被分解。
【专利说明】通过流动层燃烧炉中的多步骤反应来同时减少氮氧化物及 氧化亚氮的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种技术，该技术能够减少在流动层燃烧炉（Fluidi zed Bed Combustor)(包括焚化炉（incinerator))中燃烧煤炭、下水道污泥（Sewage sludge)、木材 等碳源时所产生的的氮氧化物（NOx)及氧化亚氮（N20)。尤其涉及一种在流动层燃烧炉内， 将多孔性流动介质与无水氨（anhydrous ammonia)、氨水（ammonia water)、尿素氮水溶液 (Urea-water Solution)等氨类还原剂一起使用的技术。
【背景技术】
[0002] 大气中的氮氧化物有氧化亚氮（N2O :nitrous oxide)、一氧化氮（NO :nitric oxide)、三氧化二氮（N2O3 mitrogen trioxide)、二氧化氮（NO2 :nitrogen dioxide)、五氧 化二氮（N205 :nitrogen peroxi de)，还有以不稳定态存在的三氧化氮（NO3)。其中，对大气 造成影响的有N20、NO、NO 2。它们在大气污染领域被称为氮氧化物。
[0003] 与氮氧化物及氧化亚氮的排放相关的流动层燃烧炉与其它燃烧炉相比，燃烧温度 相对低，氮氧化物（NOx)的生成量较少。但为了满足越来越严格的排放限制标准，利用选择 性非催化还原（SNCR:Selective non-catalytic reduction)技术，向燃烧炉中喷洒氨类还 原剂（Ammonia kind of reducing agent)。另外，包括下水道污泥等有机物质的燃料与其 它燃料相比含有相对更多的氮成分，因此在燃烧有机行物质时，会产生大量燃料式氮氧化 物（Fuel N0X)，有必要降低氮氧化物。而氧化亚氮具有在IKKTC高温下发生分解的特征， 燃烧温度达1100°C以上的固定床（fixed bed)或喷泉床（spouted bed)燃烧炉的氧化亚氮 生成浓度非常低。但流动层燃烧炉的燃烧温度维持在750°C?950°C，因此会产生约10? 300ppm左右的氧化亚氮。
[0004] 氮氧化物是产生酸性气体的物质，目前已被列入排放控制标准，但氧化亚氮还未 适用限制。但氧化亚氮是京都议定书（Kyoto Protoc 〇1)中定义的6大温室效果气体之一， 硝酸工厂或己内酰胺（caprola ctam)工厂等各化工厂已经开始引进降低排放技术。特别 是氧化亚氮比二氧化碳的温暖化指数高出310倍，成为清洁发展机制（Clean d evelopment mechanism :CDM)事业的对象，被公认为达到温室气体降排目标所必须除去的物质。
[0005] 现有技术中，为了降低氮氧化物排放量而广泛应用的技术有向流动层燃烧炉内的 高温区域（750?950°C )喷洒氨类还原剂，产生如反应式1所示反应的选择性非催化还原技 术，以及利用催化剂在废气管道（exhaust gas duct)的中温区域（250?400°C)中进行如 反应式2所示还原反应的选择性催化还原（SCR:Selective catalytic reduction)技术。
[0006]
【权利要求】
1. 一种同时减少氮氧化物和氧化亚氮的方法，该方法适用于流动层燃烧炉，其特征在 于，该方法包括以下步骤；步骤1:包含于多孔性流动介质中的还原剂从表面蒸发，与氮氧 化物和氧化亚氮一起反应，发生选择性非催化还原反应，一部分还原剂蒸发后变轻的流动 介质移动到高于喷洒区域的上部；步骤2 :从多孔性流动介质气孔扩散进来的一部分氮氧 化物和氧化亚氮在气孔表面与还原剂发生选择性催化还原反应，在泥浆状态下，被流动介 质气孔吸收的还原剂全部蒸发并去除；步骤3 :流动介质变得更轻，移动到更高的上部，使 得未反应的氧化亚氮在流动介质的气孔中被分解。
2. 根据权利要求1所述的同时减少氮氧化物和氧化亚氮的方法，其特征在于，所述还 原剂包括氨和尿素氮的氨类溶液，包括将流动介质和还原剂储藏于泥浆罐中，并进行混合 的方法。
3. 根据权利要求1所述的同时减少氮氧化物和氧化亚氮的方法，其特征在于，通过喷 嘴喷洒所述流动介质和还原剂泥浆，使其均匀地分布在流动层燃烧炉中。
4. 根据权利要求1所述的同时减少氮氧化物和氧化亚氮的方法，其特征在于，调节流 动层燃烧炉的高度和流化空气速度，以引起同时减少氮氧化物和氧化亚氮的步骤1至步骤 3的反应。
5. 根据权利要求1所述的同时减少氮氧化物和氧化亚氮的方法，其特征在于，所述流 动介质包括多孔性氧化铝、二氧化硅、沸石无机物及过渡金属。
6. 根据权利要求1所述的同时减少氮氧化物和氧化亚氮的方法，其特征在于，从所述 燃烧后的流动介质和灰烬的混合物中分离出流动介质，并供应至泥浆罐。
【文档编号】B01D53/80GK104415654SQ201310390751
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】文胜铉, 李承宰, 柳寅洙 申请人:韩国能量技术研究院