专利名称：在无氧消化设施用于生物气体引擎的nox脱除系统的制作方法
在无氧消化设施用于生物气体引擎的NOX脱除系统交叉引用本申请要求2010年9月15日提交的美国申请序列号12/882，901及2009年12月31日提交的美国申请序列号61/335，072的优先权，以上两者的全文在此并入作为参考。
背景技术：
美国环境保护署(EPA)的任务是要保护人类健康及环境。为了达成这个任务，EPA依据清洁空气法(Clean Air Act)落实许多计划,针对减少造成烟雾、霾、酸雨及其它问题的空气污染物的户外(或环境)浓度；减少已知或疑似会造成癌症或其它严重影响健康的有毒空气污染物的排放；及逐步淘汰破坏平流层臭氧的技术的生产和使用。这些污染物来自于固定源(比如化学工厂、加油站及发电厂)和移动源(比如车、卡车和飞机)。州及地方政府也立法并实施准则，来鼓励清洁技术的发展。
发明简沭生物气体引擎经由排放NOx造成环境中的空气污染。因此，地方、州及联邦的NOx法规已建立生物气体引擎的最大NOx排放水平。举例来说，加州能源委员会(CEC)已建立热电联合引擎系统(包括例如生物气体引擎)的认证准则，其依据加州最近制定的废弃物、热及碳排放减少法(Waste, Heat and Carbon Emissions Reduction Act)限制 NOx 排放水平。类似地，地方性的圣霍金空气局(San Joaquin Air Board)已建立法则4702 (Rule4702)，其管理生物气体引擎的NOx排放。这些严格的NOx排放标准为生物气体引擎运作的阻碍。然而，NOx并非唯一的温室气体。以加州作为一个实例，加州为约1，750个乳制品场及180万只乳牛的产地，每年总计产生约3，500-4，000万吨粪肥。粪肥管理主要是在于将未经处理的粪肥转化为在农地施肥上可接受的形式。通常是将自动物饲养区域的冲洗水转移到供移除大型固体颗粒的沈淀槽，随后储存在存贮池中。在存贮期间，无氧菌将碳水化合物、脂肪酸及其它高能有机化合物转化为甲烷及二氧化碳，然后一般是将其释放到大气中。在此一稳定化过程之后剩馀的液体悬浮物中异味减少、病原体减少，且较不会吸引苍蝇和其它恼人物种。由于这些过程，大量的温室气体甲烷被释放到大气中。甲烷在其全球暖化潜势中约为二氧化碳的21倍强，且甲烷相对短的12年大气半衰期，使得其成为短期内减少全球暖化的极佳候选者。牛粪经无氧消化所产生的生物气体含50-65 %的甲烷，其馀为二氧化碳和各种微量气体，包括硫化氢。在往复式内燃引擎中收集并燃烧混合的生物气体，对于温室排放具有双重的有利效果，甲烷转化为等量的二氧化碳(一种具有较低温室暖化潜势的气体)，并且免去因燃烧化石燃料所产生之近似等量的二氧化碳。由加州牛粪管理所产生并释放到大气中的甲烷每年共处理450，000吨。本发明人预见到利用来自乳制品场的甲烷进行发电相当于使200万台机动车停止运作。目前估计光是加州就有1，000个乳制品场将受益于本文所述的技术。燃烧无氧消化设施产生之生物气体所造成的NOx排放是严重的问题，其大大地阻碍利用生物气体进行发电的发展。氮氧化物为六种重要污染物中的一种，清洁空气法要求EPA对于该等污染物设立全国环境大气质量标准(National Ambient Air QualityStandards, NAAQS)。虽然暴露在高水平的氮氧化物下影响人类健康,它们对环境造成的负面影响主要是由于大气中的次级反应之故。举例来说，NO2与挥发性有机化合物(VOC’ s)的光化学反应产生臭氧(一种重要的空气污染物和肺刺激物)。依据清洁空气法，每一州必须建立一个描述其如何达到NAAQS的计划。加州大部分(包括作为大部分加州乳品农场所在地的圣霍金河谷)落在NAAQS臭氧不合格区域(ozone non-attainment zone)内。在不合格区域内的分布式发电工程根据各州规定的排放标准被视为“次要来源”。对于所有在2007年I月I日之后开始运作之新的分布式发电设施,加州空气资源局(California AirResource Board, CARB)已建立O. 071b/MW hr的NOx排放限制。目前减少NOx排放的高成本实际上已中止了很多加州基于粪肥之无氧消化工程。由于越来越严苛的NAAQS开始生效，预期位在臭氧不合格区域内之美国各县在未来几年内会增加。事实上，很多业界的人士相信，在没有昂贵的基于过渡金属之催化转化器之下，生物气体引擎的废气会因含有过高的NOx水平而无法合法地运作。使用生物气体(或其它燃料)的内燃引擎，经由大气中氮的氧化反应，产生混合的氮氧化物，包括一氧化氮(NO)及二氧化氮(NO2)和其它NOx气体。在没有废气处理模式下 运作的习知往复式引擎每兆瓦时(MWh)产生约I. 4磅的N0x，为目前CARB标准的20倍。本文所述之标的对于水及空气品质所提供的益处是显着的。本文提供用以使来自生物气体燃烧之NOx排放减少的方法、装置及系统，其利用废液流，并应用延展吸收、湿式化学洗涤及/或选择性非催化还原的原理。 在第一方面，本文描述方法、装置及系统，其包含一反应器，该反应器可操作地连接至(a)生物气体产生部件，其用于将废弃物转化为生物气体流 '及(b)引擎，其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流来产生能源和引擎废气；其中通过使该引擎废气与从该生物气体产生部件提供的废液流接触，该反应器减少来自该引擎废气的NOx排放。在第二方面，本文提供方法、装置及系统，其包含引擎废气，其可操作地连接到反应器，且来自该反应器的废气含有由该引擎做出每马力小时的能源所产生等于或少于约
0.4克NOx的量。在第三方面，本文提供方法、装置及系统，其包含引擎废气，其可操作地连接至反应器，且来自该反应器的废气含有由该引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约I磅的
NOx 量。在第四方面，本文描述方法、装置及系统，其包含用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件及引擎，该引擎可操作地连接至反应器，且该引擎和该反应器之间的可操作性连接含有喷射进口，用于在该引擎废气进入该反应器之前弓I入反应性化学剂接触该引擎废气。在第五方面，本文提供反应器，其可操作地连接至(a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件；及(b)引擎，其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气；其中该引擎废气可操作地连接至该反应器，且来自该反应器的废气含有由该引擎做出每马力小时的能源所产生等于或少于约0. 4克的NOx量。在第六方面，本文提供反应器，其可操作地连接至(a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件；及(b)引擎，其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气；其中该引擎废气可操作地连接至该反应器，且来自该反应器的废气含有由该引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约I磅的NOx量。在第七方面，本文提供方法，其包含在反应器内减少NOx排放的步骤，该反应器可操作地连接至(a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件；及(b)引擎，其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气；其中该引擎废气可操作地连接至该反应器，且该引擎废气和该反应器之间的可操作性连接含有喷射进口，用于在该引擎废气进入该反应器之前引入反应性化学剂接触该引擎废气。
本发明的新颖特征于随附的权利要求书中特别阐述。通过参考以下阐述利用本发明原理的说明性实施方案的发明详述、及附随图示，将对本发明的特征及优势获得更透彻
理解图I是本文提供之方法、装置及系统的一个非限制性实施方案的示意图，其展示 生物气体引擎的NOx脱除，该生物气体引擎系置于位在集中式动物饲养营运场(比如乳牛农场或其它如废水处理工厂的废弃物处理设施)之无氧消化设施。供给无氧消化器(I)。在一些实施方案中，供给附在无氧消化器⑴和引擎(例如汽电共生部件、内燃引擎或生物气体引擎(3))上的反应器槽(2)。该反应器(2)利用尿素和废液流(4)的其它内源性还原剂或活性化学剂，来减少汽电共生部件(3)的NOx排放。图I描述一个充满填料以增加表面积的反应器。图2的图表中显示,相较于使用自来水,使用废液流使引擎废气的NOx排放减少。以在各种压力(绘制在X轴上以Psi为单位)下之NOx水平(绘制在y轴上以百万分率(ppm)为单位)来描述废水及自来水两种样本。同时参见实施例4。图3的图表中显示,相较于使用自来水,使用废液流使引擎废气的SOx排放减少。以在各种压力(绘制在X轴上以PSi为单位)下之SOx水平(绘制在y轴上以百万分率(ppm)为单位))来描述废水及自来水两种样本。同时参见实施例5.图4的图表中显示，当在连续20小时期间内以废液流处理时，包括NOx及SOx (以PPm为单位)之引擎废气中温室气体(GHG)显着减少(比较处理前“引擎废气”与“通过洗涤器之后”的NOx及SOx水平)。同时参见实施例6.图5的图表中显示，当在连续20小时期间内以废液流处理时，引擎废气的NOx显着减少(以经15%的氧气浓度校正的NOx减少百分比表示)。发明详述本文提供之标的之实施方案系提供乳制品场、生物气体引擎供应者、无氧消化器设施及其它对环境有害之气体的生产者及提供者可努力达到或超过空气质量法规的技术。本文提供之标的之优势在于以便宜的方式使用就地的无氧消化器的废液来洗涤引擎或汽电共生部件的废气流的NOx。液态及/或气态NOx的萃取及后续的化学转化过程通过本文标的之独特的液态/气态连续流动设计而改善，此设计确保了大量过剩的化学还原剂及有限的接触时间，使由副产物饱和所导致之不想要的逆反应最小化的同时，增进NOx的脱除。本文提供之标的的特征是反应器，其可操作地连接至(a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件；及(b)引擎，其利用来自生物气体产生部件的生物气体流产生能源及引擎废气；其中该反应器通过使引擎废气与从该生物气体产生部件提供的废液流接触，减少来自该引擎废气的NOx排放。如本文所用，“生物气体流”包含至少50%甲烷。如本文所用，“NOx”意指氮氧化物，作为非限制性实例，包括顯、勵2及队05。如本文所用，“COx”意指碳氧化物。如本文所用，“SOx”意指硫氧化物，作为一个非限制性实例，包括SO2。在某些实施方案中，反应器通过使该引擎废气与废液流接触，减少来自引擎废气的SOx > NOx及/或COx排放。在进一步或额外的实施方案中，本文提供之用于将废弃物转化为生物气体流生物气体产生部件是无氧消化器。在一些实施方案中，提供无氧消化器，其中该废弃物为农业废弃物。在一些实施方案中，农业废弃物包含粪便或尿液。在进一步或额外的实施方案中，该废弃物是城市废弃物。仍在进一步的实施方案中，城市废弃物包含废水。在一些实施方案中，本文描述一种系统，其中该生物气体产生部件是垃圾填埋场。在进一步或额外的实施方案中，从垃圾填埋场或是在垃圾填埋场用管道将废液流输送至反应器。牛物气体产牛部件 本文提供之标的的另一特征为生物气体产生部件，其适用于产生能源及引擎废气，且可操作地连接至反应器，该反应器通过使引擎废气与从该生物气体产生部件提供的废液流接触，减少来自该引擎废气的NOx排放。举例来说，在某些实施方案中，该生物气体产生部件为无氧消化器。无氧消化器可自下列商业市场来源取得=AccentManufacturing，Inc. ；Advanced Green Energy Solutions LLC ；Acterra Group，Inc.；ADI Systems Inc. ；American Anaerobic Digestion ；Andgar Corporation ；AppliedTechnologies， Inc. ；BioEnergy Solutions ；BI0Ferm Energy Systems ；Biogas EnergyInc. ；Bioprocess Control AB ；Boerger LLC ；CCI BioEnergy Inc. ；CH Four Biogas,Inc. ；EcoCorp ;Ecovation，Inc. ；Energies Direct LLC ；Entec Biogas USA/ReynoldsInc. ；Environmental Credit Corp. (ECC) ；Environmental Fabrics,Inc. ；EnvironmentalPower/Microgy ；Environmental Products & Technologies Corporation ；FirestoneSpecialty Products ;Gen_Tec LLC ;GHD，Inc. ；Groth Corporation ; IndustrialTelemetry Inc. ；Integrys Energy Services, Inc. ；NewBio E Systems, Inc. ；OnsitePower Systems ；0rganic Waste Systems nv (OWS) ；Patz Corporation ；Phase 3Renewables ；RCM International ；R0S ROCA Envirotec ；Schmack BioEnergy ；VaughanCompany, Inc. ；WesTech Engineering，Inc.;及 Williams Engineering Associates。来自牛物气体产牛部件的废弃物本文提供之标的另一特征为生物气体产生部件，其包括(但不限于)适用于将废弃物转化为生物气体流的无氧消化器。在某些实施方案中，该废弃物为农业废弃物。在进一步或额外的实施方案中，该农业废弃物包含粪便或尿液。在一些实施方案中，该动物废弃物是粪肥。大部分的动物粪肥是粪便。动物粪肥的一般形式包括农家粪肥(FYM)或农场淤浆(液态粪肥)。FYM也含有植物性物质(经常是稻草)，其系用作为动物的床垫，并吸收粪便及尿液。呈液态形式的农业粪肥(称为淤浆)由更加集中的牲畜饲养系统所产生，该系统使用混凝土或板条，而不是稻草床垫。来自不同动物的粪肥会有不同的特性且需要不同的施用率，例如来自农场动物(比如马、牛、猪或绵羊)的粪肥、鸡和火鸡的粪肥、兔的粪肥、人用污水及来自海鸟及蝙蝠的粪肥。举例来说，绵羊粪肥富含氮及钾肥，而猪粪肥中之氮及钾肥相对较少。由于马无法像牛一样消化种子，因此马粪肥也含有很多杂草种子。鸡粪肥，即便是已经相当腐熟，仍非常浓而应该保守地使用。在一些实施方案中，废弃物是城市废弃物。至少部分的城市废弃物由至少部分源自人类活动的人为作用、过程或物质造成。在某些实施方案中，该城市废弃物包含废水。废水包含任何由于人为影响而在质量上受到负面影响的水。在某些实施方案中，废水包含由家庭住宅、商业地产、工业及/或农业所排放的废液，且可涵盖许多不同的潜在污染物及浓度。在最常见的用法中，废水意指含有来自不同来源的混合废水所造成之各种污染物的城市废水。在进一步或额外的实施方案中，该废弃物是污水。污水是废水的一个子集，其受到粪便或尿液的污染。如本文所用，“污水”包括家庭、城市或工业的液体废弃物，其通常经由管道或下水道或类似建购物(包括例如污水坑清理装置)处理。仍在进一步或额外的实施方案中，该废弃物包含有机物质，包括例如来自食物加工设施、造纸厂、肉品加工设施及类似设施的废弃物。
来自垃圾填埋场的废弃物本文提供之标的另一特征使用来自垃圾填埋场的生物气体(包括例如甲烷)作为引擎用的燃料，并进一步利用废液流以减少来自引擎之NOx、SOx及/或COx排放水平。在一些实施方案中，废液流是来自无氧消化器。在进一步或额外的实施方案中，用管道将垃圾填埋场产生的生物气体输送到引擎中，包括例如内燃引擎。因此，可预见的是，利用来自垃圾填埋场的废弃物(例如甲烷)发动引擎，并进一步使来自无氧消化器的废液接触来自引擎的排气，以减少NOx、SOx及/或COx水平。来自反应器之排放水平本文提供之标的的另一特征为的系统、方法及装置，其符合已就生物气体引擎排放上限制N0x、S0x及/或COx最大排放水平的地方、州和联邦法规。在一些实施方案中，本文提供之方法、装置及系统符合加州能源委员会(CEC)依据加州最近自2010年9月I日所制定的废弃物、热及碳排放减少法建立对于热电联合引擎系统认证之准则所要求的NOx排放水平。在进一步或额外的实施方案中，本文提供的方法及装置及系统比习用之方法、装置及/或系统的排放水平更少，但未符合加州能源委员会(CEC)依据加州最近自2010年9月I日所制定的废弃物、热及碳排放减少法建立对于热电联合引擎系统NOx排放水平。NOx排放的减少在一些实施方案中，本文提供系统、方法及装置，其包含反应器，其可操作地连接至(a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件 '及(b)引擎，其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气；其中该反应器通过使引擎废气与从该生物气体产生部件提供的废液流接触，来减少来自该引擎废气的NOx排放，其中可操作地连接该引擎废气至该反应器，且来自该反应器的废气含有由引擎做出每MWh的电能所产生等于或少于约I磅NOx量，该引擎可将1，341马力小时(hp-hr)的机械能转换为IMWh的电能。在进一步或额外的实施方案中，本文提供系统、方法及装置，其包含反应器，其可操作地连接至(a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件；及(b)引擎，其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气；其中该反应器通过使引擎废气与从该生物气体产生部件提供的废液流接触，来减少来自该引擎废气的NOx排放，其中来自该反应器的废气含有由引擎做出每MWh的电能所产生等于或少于约O. 9磅的NOx量，该引擎可将1，341马力小时(hp-hr)的机械能转换为IMWh的电能，或来自该反应器的废气含有由引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约O. 75磅的NOx量，该引擎可将1，341马力小时(hp-hr)的机械能转换为IMWh的电能，或来自该反应器的废气含有由引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约O. 5磅的NOx量，该引擎可将1，341马力小时(hp-hr)的机械能转换为IMWh的电能,或来自该反应器的废气含有由引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约O. 4磅的NOx量，该引擎可将1，341马力小时(hp-hr)的机械能转换为IMWh的电能，或来自该反应器的废气含有由引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约O. 3磅的NOx量，该引擎可将1，341马力小时(hp-hr)的机械能转换为IMWh的电能，或来自该反应器的废气含有由引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约O. 2磅的NOx量，该引擎可将1，341马力小时(hp-hr)的机械能转换为IMWh的电能，或来自该反应器的废气含有由引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约O. I磅的NOx量，该引擎可将1，341马力小时(hp-hr)的机械能转换为IMWh的电能,或来自该反应器的废气含有由引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约O. 07磅的NOx量,该引擎可将1，341马力小时(hp-hr)的机械能转换为IMWh的电能，或来自该反应器的废气含有由引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约O. 05磅的NOx量，该引擎可将1，341马力小时(hp-hr)的机械能转换为IMWh 的电能，或来自该反应器的废气含有由引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约O. 03磅的NOx量，该引擎可将1，341马力小时(hp-hr)的机械能转换为IMWh的电能，或来自该反应器的废气含有由引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约O. 01磅的NOx量，该引擎可将1，341马力小时(hp-hr)的机械能转换为IMWh的电能。在进一步或额外的实施方案中，本文提供的方法及装置及系统符合圣霍金空气局(San Joaquin Air Board)自2010年9月I日建立之法则4702的NOx排放水平。圣霍金空气局通过(I)测量废气中NOx浓度；及(2)测量废气中氧气浓度，来测定NOx排放水平。为了校正两种引擎(浓燃对稀燃引擎)之氧气水平的差异，该局按比例调整NOx以及氧气两者的浓度，使得废气中氧含量等于15%。举例来说，如果来自引擎的废气有5ppm NOx和10%氧气浓度，必须将氧气浓度调整至15%，并将NOx水平调整至7. 5ppm。因此，如本文所用，“圣霍金空气局水平”将这个NOx水平相对于氧气浓度的调整纳入考虑，使得废气中氧气水平等于15%。在一些实施方案中，本文提供系统、方法及装置，其包含反应器，将其可操作地连接至(a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件；及(b)引擎，其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气；其中该反应器通过使引擎废气与从该生物气体产生部件提供的废液流接触减少来自该引擎废气的NOx排放，且来自该反应器的废气含有由该引擎做出每马力小时的电能所产生等于或少于约O. 4克的NOx的圣霍金空气局水平(San Joaquin Air Board Level)。在进一步或额外的实施方案中，来自该反应器的废气含有由该引擎做出每马力小时的电能所产生等于或少于约O. 35克的NOx的圣霍金空气局水平、或由该引擎做出每马力小时的电能所产生等于或少于约O. 3克的NOx的圣霍金空气局水平、或由该引擎做出每马力小时的电能所产生等于或少于约O. 25克的NOx的圣霍金空气局水平、或由该引擎做出每马力小时的电能所产生等于或少于约O. 2克的NOx的圣霍金空气局水平、或由该引擎做出每马力小时的电能所产生等于或少于约O. 15克的NOx的圣霍金空气局水平、或由该引擎做出每马力小时的电能所产生等于或少于约O. I克的NOx的圣霍金空气局水平、或由该引擎做出每马力小时的电能所产生等于或少于约O. 05克的NOx的圣霍金空气局水平、或由该引擎做出每马力小时的电能所产生等于或少于约O. 03克的NOx的圣霍金空气局水平、或由该引擎做出每马力小时的电能所产生等于或少于约O. 01克的NOx的圣霍金空气局水平。在一些实施方案中，本文提供系统、方法及装置，其包含反应器，将其可操作地连接至(a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件；及(b)引擎，其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气；其中该反应器通过使引擎废气与从该生物气体产生部件提供的废液流接触减少来自该引擎废气的NOx排放。在一些实施方案中，当与废液流接触时引擎废气中NOx水平的减少程度比当与自来水接触(当在相同压力、温度、PH及滞留时间下测量时)为更大。参见实施例4。除非另外说明或是若上下文意另有需要，否则如本文所述，当比较用废水处理的引擎废气之NOx水平与用自来水处理之引擎废气之NOx水平时，如初始NOx水平、浓度、压力、温度及滞留时间等变数维持恒定。
在某些本文所述标的之实施方案中，已经确定的是，不考虑压力，当与用自来水处理之(相同来源的)引擎废气所得NOx水平比较，通过用废水处理引擎废气，NOx水平显着地减少。参见图2。在一些实施方案中，用废水接触引擎废气提供的NOx水平比用自来水接触该引擎废气所得之NOx水平至少低了约I. I至约2. 5倍。在进一步或额外的实施方案中，用废水接触引擎废气所提供的NOx水平比用自来水接触该引擎废气所得的NOx水平至少低约I. 3至约2. 3倍。在进一步或额外的实施方案中，用废水接触引擎废气所提供的NOx水平比用自来水接触该引擎废气所得的NOx水平至少低约I. 5至约2. I倍。仍在进一步或额外实施方案中，用废水接触引擎废气所提供的NOx水平比用自来水接触该引擎废气所得的NOx水平至少低约I. 6至约2. O倍。在一些实施方案中，用废水接触引擎废气所提供的NOx水平比用自来水接触该引擎废气所得的NOx水平至少低约I. 7至约I. 9倍。在一些实施方案中，用废水接触引擎废气所提供的NOx水平比用自来水接触该引擎废气所得的NOx水平至少低约I. 8至约I. 9倍。在进一步或额外的实施方案中，用废水接触引擎废气所提供的NOx水平比用自来水接触该引擎废气所得的NOx水平至少低约I. I倍。在进一步或额外的实施方案中，用废水接触引擎废气所提供的NOx水平比用自来水接触该引擎废气所得的NOx水平至少低约
I.3倍。在进一步或额外的实施方案中，用废水接触引擎废气所提供的NOx水平比用自来水接触引擎废气所得的NOx水平至少低约I. 5倍。在进一步或额外的实施方案中，用废水接触引擎废气所提供的NOx水平比用自来水接触引擎废气所得的NOx水平至少低约I. 7倍。在一些实施方案中，用废水接触引擎废气所提供的NOx水平比用自来水接触引擎废气所得的NOx水平至少低约I. 9倍。仍在进一步或实施方案中，已用废水接触引擎废气所提供的NOx水平比用自来水接触引擎废气所得的NOx水平至少低约2. O倍。仍在进一步或实施方案中，已用废水接触引擎废气所提供的NOx水平比用自来水接触引擎废气所得的NOx水平至少低约2. I倍。仍在进一步或实施方案中，已用废水接触引擎废气所提供的NOx水平比用自来水接触引擎废气所得的NOx水平至少低约2. 2倍。SOx排放的减少在一些实施方案中，本文提供系统、方法及装置，其包含反应器，将其可操作地连接至(a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件；及(b)引擎，其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气；其中该反应器通过使引擎废气与从该生物气体产生部件提供的废液流接触，减少来自该引擎废气SOx排放。在一些实施方案中，当与废液流接触时引擎废气中SOx水平的减少程度比当与自来水接触(当在相同压力、温度、PH及滞留时间下测量时)为更大。参见实施例5。可理解的是，除非另外说明或是如果上下文意另有需要。否则如本文所述，当比较用废水处理的引擎废气之SOx水平与用自来水处理之引擎废气之SOx水平之时，如初始SOx水平、浓度、压力、温度及滞留时间等变数维持恒定。在某些本文所述标的之实施方案中，已经确定的是，在15psi下，当与用自来水处理(相同来源的)引擎废气所得SOx水平比较，通过用废水处理引擎废气，SOx水平显着地减少。参见图3。在一些实施方案中，在15psi下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约2至约20倍。在进一步或额外的实施方案中，在15psi下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约4至约18倍。在一些实施方案中，在15psi 下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约6至约16倍。在进一步或额外的实施方案中,在15psi下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约7至约14倍。在一些实施方案中，在15psi下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约8至约12倍。在进一步或额外的实施方案中，在15psi下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约2倍。在进一步或额外的实施方案中，在15psi下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约4倍。在一些实施方案中，在15psi下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约6倍。在进一步或额外的实施方案中，在15psi下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约8倍。在一些实施方案中，在15psi下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约10倍。在进一步或额外的实施方案中，在15psi下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约12倍。仍在进一步或额外实施方案中，在15psi下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约14倍。在某些实施方案中，在15psi下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约16倍。在一些实施方案中，在15psi下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约18倍。仍在进一步或额外实施方案中，在15psi下用废水接触引擎废气所提供的SOx水平比在15psi下用自来水接触该引擎废气所得的SOx水平至少低约20倍。NOx及Sox的显着减少已经确定的是，用废液流处理后，NOx及SOx显着地减少。参见图5。在本文描述的实施方案中，当其中提及N0x、S0x及/或COx水平减少某百分比时，这些百分比为对15%O2含量校正的NOx、SOx及/或Cox的值，且在进一步或额外的实施方案中，这些百分比用在未对15% O2含量校正的百分比的情况下。在一些实施方案中，本文提供方法、装置及系统，其包含在约30分钟至约20小时处理时间之间NOx或SOx水平至少减少约95%，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15% O2含量校正。在进一步或额外的实施方案中，在约I小时至约15小时处理时间之间NOx或SOx水平至少减少约95%，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15% O2含量校正。仍在进一步或额外实施方案中，在约2小时至约12小时处理时间之间NOx或SOx水平至少减少约95%，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15% 02含量校正。在一些实施方案中，在约3小时至约10小时处理时间之间NOx或SOx水平至少减少约95%，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15% O2含量校正。在一些实施方案中，在约4小时至约8小时处理时间之间NOx或SOx水平至少减少约95%，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15% O2含量校正。在一些实施方案中，在约6 小时至约7小时处理时间之间NOx或SOx水平至少减少约95%，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15% O2含量校正。仍在进一步实施方案中，在约2小时至约5小时处理时间之间NOx或SOx水平至少减少约95%，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15% O2含量校正。仍在进一步或额外实施方案中，在约2小时至约3小时处理时间之间NOx或SOx水平至少减少约95%，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15% O2含量校正。同时已经确定的是，用废液流处理约20小时之后，来自引擎废气的NOx及SOx实质地减少(90%或更大)，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15% O2含量校正。参见实施例6(表I)。在一些实施方案中，本文提供方法、装置及系统，其包含用废液流处理约20小时之后，NOx及/或SOx水平至少减少约90%至约100%，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15% O2含量校正。在进一步或额外的实施方案中，本文提供方法、装置及系统，其包含用废液流处理约20小时之后，NOx及/或SOx水平减少至少约91%至约99%，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15% O2含量校正。在进一步或额外的实施方案中，本文提供方法、装置及系统，其包含用废液流处理约20小时之后，NOx及/或SOx水平减少至少约92%至约98%，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15% O2含量校正。在一些实施方案中，本文提供方法、装置及系统，其包含用废液流处理约20小时之后，NOx及/或SOx水平减少至少约93%至约97%，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15%O2含量校正。在进一步或额外的实施方案中，本文提供方法、装置及系统，其包含用废液流处理约20小时之后，NOx及/或SOx水平减少至少约94%至约96%，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15% O2含量校正。在进一步或额外的实施方案中，本文提供方法、装置及系统，其包含用废液流处理约20小时之后，NOx及/或SOx水平减少至少约95%，其中NOx或SOx的百分比对15% O2含量校正，而在进一步实施方案中，NOx或SOx的百分比未对15% O2含量校正。引擎本文提供标的之另一特征为引擎，其利用来自生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气；其中反应器通过使引擎废气与从该生物气体产生部件提供的废液流接触减少来自该引擎废气的NOx排放。在一些实施方案中，该引擎为内燃引擎、汽电共生部件或涡轮机。在进一步或额外的实施方案中，该内燃引擎包含至少一个生物气体引擎。在一些实施方案中，提供至少两个生物气体引擎。在一些实施方案中，该引擎是汽电共生部件或涡轮机。生物气体引擎可自下列商业市场来源取得Acterra Group, Inc. !AdvancedGreen Energy Solutions LLC ；Capstone Turbine Corporation !Caterpillar Electric Power ；CharIes Equipment Company ；Cummins Engines ；Dresser Waukesha ；Guascor ；PR02 ；FABC0 Power Systems ；GE Jenbacher Gas Engines ;Gen_Tec LLC ；IngersollRandEnergy Systems ;Inland Power Group ；Kraft Power Corporation ；MAN Engines &Components Inc. ；Martin Machinery ；Stewart Engineered Equipment Company,Inc.;及Unison Solutions, Inc.。液体喷射至引擎废气中本文描述标的之另一特征为方法、装置及系统，其包含引擎，其可操作地连接至反应器，且该引擎及该反应器之间的可操作性连接含有喷射进口，用于在该引擎废气进入该反应器之前弓I入反应性化学剂接触该引擎废气。在进一步或额外的实施方案中，该反应性化学剂包含尿素、氨、水或空气。举例来说，在某些实施方案中，液体喷射为该引擎废气的预处理，且喷射位置是位在图I中该引擎及该反应器(5)之间的可操作性连接。在一些实施方案中，该反应性化学剂包含尿素、氨、水或空气。在特定实施方案中，提供一种方法，其包含减少反应器中NOx排放的步骤，将该反应器可操作地连接至(a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件；及(b)引擎,其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气；其中将该引擎废气可操作地连接至该反应器，且该引擎废气和该反应器之间的可操作性连接含有喷射进口，用于在该引擎废气进入该反应器之前引入反应性化学剂接触该引擎废气。反应器本文提供之标的还有另一特征为方法、装置及系统，其包含反应器，将其可操作地连接至(a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件 '及(b)引擎，其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气。本文提供之方法、装置及系统的反应器应用延展吸收、湿式化学洗涤及/或选择性非催化还原的原理，利用废液流来促进来自生物气体燃烧之NOx排放的减少。在某些实施方案中，该反应器包含填料，以增加用以脱除来自引擎废气之NOx、COx及SOx的表面积。
_2] 使用于反应器的试剂在某些实施方案中，本文提供一种反应器，其包含至少一种由来自生物气体产生部件的废液流提供的反应性化学剂，利用该反应性化学剂来减少来自引擎废气的NOx、COx及/或SOx水平。在某些实施方案中，该反应性化学剂是含氮化合物。举例来说，在一些实施方案中，该含氮化合物为尿素或氨。在进一步或额外的实施方案中，该反应性化学剂包含氧化剂或还原剂。在一些实施方案中，该反应性化学剂包含还原剂。在某些实施方案中，该还原剂包含尿素或氨。在进一步或额外的实施方案中，该反应性化学剂包含氧化剂。在一些实施方案中，该氧化剂为氧。举例来说，在某些实施方案中，由引擎提供氧，或是氧为外源性且由系统之外的来源(例如空气)提供。在进一步实施方案中，该反应性化学剂包含尿素、氨、水或空气。在额外实施方案中，至少一个反应性化学剂由生物气体产生部件所提供。仍在进一步实施方案中，所有的反应性化学剂由该生物气体产生部件提供。再者，在某些情况下，使用来自汽电共生部件(或生物气体引擎或涡轮机)的热来增加及/或促进发生在反应器内的化学反应。仍在进一步实施方案中，该反应性化学剂包含含氮化合物或其盐。举例来说，在特定实施方案中，反应性化学剂包含异氰尿酸、羟基胺、肼或氰尿酸。在进一步或额外的实施方案中，该反应性化学剂包含铵盐。在特定实施方案中，铵盐为氨基甲酸铵、碳酸铵、碳酸氢 铵、甲酸铵、乙酸铵、苹果酸铵或马来酸铵。延展吸收在本文所述标的之特定实施方案中，提供方法、装置及系统，其应用延展吸收且利用反应器来减少NOx水平。本公开内容中所利用之减少引擎废气之NOx水平的延展吸收的过程进行如下。生物气体引擎燃烧生物气体，以产生包含COx、NOx及/或SOx的废气。随后将热的一氧化氮(NO)冷却到约100 0F (380C )，在此温度下一氧化氮与氧进行非催化性及放热性反应，形成二氧化氮(反应式I)。较冷的温度为防止逆反应及确保最高勵2产量所必要的。产生硝酸的最终步骤涉及使NO2吸收至水中，在水中NO2反应形成硝酸。此一最终反应的速率为三个重要步骤所控制(I)NO转化为NO2之非催化性气相氧化反应、(2)N02从气相扩散到液相的过程、及(3)于液相中与水进行之放热性化学反应(反应式2)。此一最终步骤所再生的一个当量的NO必须氧化成为NO2并被吸收至水中，或是从系统中作为废弃物排放。如果未被捕获进吸收塔中，NOx成为吸收塔尾气排放的一部份离开该工厂。在某些实施方案中，NOx是有价值的产物，因为它可容易地被转化为商业所需要的化学制品(硝酸)。如反应式3中所显示，每3摩尔被吸收的NO2形成I摩尔的NO 2N0+02 — 2N02+ 热反应式 I3N02+H20 — 2HN03+N0+ 热反应式 2只有在含有NOx的排出气体变得太稀而无法进一步回收之后，才将该气体从该反应器释放到大气中。因此，该反应器中利用如本公开内容中所执行的延展吸收过程，将来自生物气体废气的NOx脱除。在一些实施方案中，提供一种反应器，其包含吸收室，其使用延展吸收减少来自该引擎废气的NOx排放。本文提供之标的还有另一特征为延展吸收过程的最佳化。四个影响本文提供之延展吸收过程的效率的最重要因子是(I)温度、(2)吸收室(例如反应器)内的压力、(3)吸收溶液的酸度、及(4)吸收室(例如反应器)内的滞留时间。
第一，温度为NOx吸收效率的参数。过多的热从两个来源进入到系统中排放流的高环境温度，及NOx吸收和后续在吸收液体中NOx形成硝酸的化学反应。吸收和反应两者皆为放热且释出约135kJ/mole2。在一些实施方案中，提供一种反应器,其中该反应器内的平均温度在约50°C至约0°C的范围内。在不受理论限制之下，一般相信，在约50°C至约0°C范围的温度会提供最适合之延展吸收条件，而使得NOx从气相转移到溶液相更为有效率。在进一步或额外的实施方案中，该反应器内的平均温度等于或少于约50°C、等于或少于约45°C、等于或少于约38°C、等于或少于约35°C、等于或少于约30°C、等于或少于约25°C、等于或少于约20°C、或等于或少于约10°C。第二，该吸收室内的压力为NOx吸收效率的参数。在不受理论限制之下，一般相信，NO氧化速率及NO2吸收到溶液中的速率受到压力的影响，因为NO的无催化性空气氧化通常需要数分钟，然而NO2的吸收在数秒钟完成。因此，NO的氧化为速率限制步骤，所以额外的吸收塔压力(在某些实施方案中以压缩空气的形式)通过增加NO氧化速率对于整体 吸收效率具有最大的影响。在一些实施方案中，将在该吸收室内的平均压力维持在约Iatm至约15atm范围内。在进一步或额外的实施方案中，在该吸收室内的平均压力在约4atm至约12atm范围内或是约IOatm至约6atm范围内、或约8atm。第三，吸收溶液的酸度是NOx吸收效率的参数。在不受理论限制之下，一般相信，为了促进酸性NOx溶解于溶液中，较碱性的条件为优选。在一些实施方案中，于该反应器内吸收溶液的平均PH是在约5. 5至约9的范围内。在进一步或额外的实施方案中，该反应器内吸收溶液的PH是在约6至约8. 5范围内、或约6. 5至约8范围内、或是约7、或是约8、或是约8. 5、或是约9、或是约9. 5。第四，该吸收室内的滞留时间是NOx吸收效率的参数。“滞留时间”是气体样本维持在该反应器中的时间段。在不受理论限制之下，一般相信，较长的滞留时间会造成NOx从气相至溶液相的转移增加。滞留时间以分钟测量，用该反应器体积(以公升为单位)除以气态NOx流量(以公升/分钟为单位)得之。在一些实施方案中，提供一种反应器，其具有NOx滞留时间在至少约I秒至至少约15秒的范围内。在一些实施方案中，该滞留时间为至少约I秒、至少约2秒、至少约3秒、至少约4秒、至少约5秒、至少约6秒、至少约7秒、至少约8秒、至少约10秒、至少约12秒、至少约15秒、或至少约20秒。湿式化学洗涤在本文描述标的之特定实施方案中，提供方法、装置及系统，其利用反应器，其使用湿式化学洗涤减少NOx水平。本文提供两种利用酸碱化学的技术以减少来自引擎的NOx排放。本文描述的过程使用氨或是尿素通过转化为硝酸盐或亚硝酸盐“洗涤”来自引擎尾气体流的NOx。以氨为基础的洗涤在一实施方案中，该反应器利用来自由生物气体产生部件所提供之废液流的氨洗涤，而因此减少来自引擎的NOx排放。该过程以下列方式进行来产生硝酸铵(反应式3)。N0x+H20 — HNO3HNO3+NH3 — NH4NO3 (硝酸铵)反应式 3在某些情况下，亚硝酸铵形成，接着氧化为硝酸铵。举例来说，高稀释度及空气/光氧化的组合提供必须的氧化条件，因为在室温下于约24小时内亚硝酸铵的稀释水溶液氧化为硝酸铵(反应式4)。NCHNH3 — HNO2HN02+NH3 — NH4NO2 (亚硝酸铵)NH4N02+02 — NH4NO3反应式 4以尿素为基础的洗涤在一实施方案中，该反应器利用来自由生物气体产生部件所提供之废液流的尿素((H2N)2CO)洗涤，而因此减少来自引擎的NOx排放。此方法涉及如反应式5的反应中所描述之NOx的选择性非催化还原(SNCR)。HNO2+ (H2N) 2C0 — HNC0+N2+H20 HNC0+HN02 — N2+C02+H20HNC0+H20 — NH3+C02HNO3+NH3 — NH4NO3反应式 5在进一步或额外的实施方案中，尿素也可以经由反应式6中所描述的机制来促进硝酸的SNCR。6HN03+5 (H2N) 2C0 — 8N2+5C02+13H20 反应式 6仍在进一步或额外的实施方案中，如反应式7中所显示，废液流中的溶解氨(呈氢氧化铵的形式)参与硝酸以及亚硝酸两者的SNCR。如以下所示，3摩尔的硝酸被5摩尔的氢氧化铵所还原，而只有需要I摩尔的氢氧化铵来还原I摩尔的亚硝酸。3HN03+5NH40H — 4N2+14H20HN02+NH40H — N2+H20反应式 7虽然已经描述了一些实施方案，这些实施方案仅作为实例之用，而并非意在限制公开的范围。本文描述的方法、装置及系统可以各种其它形式来予以具体化。此外，在不背离本公开内容的精神之下，可对于本文描述的制剂、方法及系统的形式进行各种省略、取代或变化。随附的权利要求书及其等之等效物意欲来涵盖此等形式或修饰。
实施例下列特定实施例仅视为说明，且决不以任何方式限制本公开内容的其馀部分。在下列实施例中，在洗涤之前和之后的点上分析NOx及/或SOx排放。使用便携式燃烧气体分析仪来测量NOx。可从Clean Air Equipment Rental获得适合的仪器。这些仪器(即Model ECOM AC+或Testo 350XL)具有2%精确度，可在从几千个ppm降至少于10个ppm的范围内测量02、CO、CO2, NO、NO2及SO20它们被设计于高温(至多1600 0F )或低温(30 T )下用来测量锅炉烟气、引擎排放及烟气参数的环境报告。通过小型内燃引擎来产生NOx，并将之经由管道直接输送到吸收塔的底部。在每次实验的开始及结束时测量并记录废气流中离开引擎的NOx量。用通往吸收塔之管道的长度及配置将排放冷却至低于100T。可使废气充满吸收塔并经由烟囱从顶部出去。当这些排放从烟囱出去时，测量并记录NOx浓度。供实验使用的代表性废液将取自于Bull Frog Dairy (El Centro, CA)。其它适合的废液来源包括 Van Ommering Dairy (Lakeside, CA)及 Fiscalini CheeseCompany (Modesto, CA)。当未使用时将大部分的废弃物于冷藏状态下忙藏在密封容器中。就实验部分，经由电动泵将废液从烧瓶或烧杯中经测量的一等分循环至吸收塔的顶部，在那里用泵将废液送入第一室，并藉由重力经整段吸收塔中来排除液体。液体通过阀从吸收塔的底部出去，并将之收集送回一个不同的烧瓶或是原来盛装的烧瓶中。以此方式决定出必须使用“新的”消化器废弃物，或者视经吸收塔所脱除的NOx的量使用循环的消化器废弃物。实施例I :最佳化洗涤设备配置:吸收塔内的温度及压力。吸收塔内的温度保持在低于38°C或100 °F，以确保NOx的有效吸收。藉由管道将废气输送到吸收塔，来维持生物气体废气排放流的高环境温度。藉由测量来自引擎的废气温度作为距离函数，来测定汽电共生部件和吸收塔之间最佳距离。通过相对大量体积之经吸收塔循环的废液流，将由吸收NO2至水中及随后与水反应产生硝酸(放热，135kJ/mole2)所产生的热散去。此外，无氧消化器废液流将不会超过 100 T。因此，应可避免与安装及维持制冷设备相关的附加成本。实施例2 :最佳化洗涤设备配置:吸收塔内吸收液体的pH。无氧消化的最佳运作范围为pH 6. 8至8. 5。这范围远高于NO2吸收开始减慢(50%HNO3，其pH实际上为零)的范围。此外，由于大部分无氧消化器的恒定流动设计，在全部运作期间，“新的”废水将通过吸收塔进行循环。因此，NO2吸收速率作为水pH函数应维持恒定并闻。实施例3 :最佳化洗涤设备配置:吸收塔内排放的滞留时间。为了得到足够长的滞留时间，使若干吸收室以串联方式组合。由每单位时间所产生的排放体积决定这些室的数目和大小。作为一个粗略的估计，排放体积应等于被燃烧的生物气体体积加上在燃烧的时候混合入该气体中的空气体积。排放温度将会使排放体积大大地膨胀，所以此估计仅在排放冷却之后为成立。本文描述的实施例和实施方案仅作为说明目的，各种修改或改变被包括在本说明书的精神和范围以及随附权利要求书的范畴中。实施例4 :使用废液流减少来自弓I擎废气的NOx排放在各种洗涤器压力(温度及滞留时间维持恒定)下，与(I)以乳制品场为基地的无氧消化器的废水(实验组)及(2)自来水(对照组)接触之前及之后，测定来自2. 7kW柴油发电机之引擎废气流中的NOx水平。实验用的废液取自于Bull Frog Dairy (El Centro,CA)。各样本的引擎废气自相同的来源取得并通过0.5’x 6，冼涤塔。如图2所示，当无氧消化器废水中存在的内源性化合物与引擎废气接触时有效地脱除NOx。在所有检测压力(15-105psi)下，在减少通过洗涤器之后来自引擎排放的NOx上，废水显示出比自来水具有约I. 6倍至约2倍的提升。实施例5 使用废液流减少来自弓I擎废气的SOx排放。同时，在各种洗涤器压力(温度及滞留时间维持恒定)下，与(1)以乳制品场为基地的无氧消化器的废水(实验组)及(2)自来水(对照组)接触之前及之后，测定来自2. 7kW柴油发电机之引擎废气流中的SOx水平。实验用的废液取自Bull Frog Dairy (ElCentro,CA) 各样本的引擎废气自相同的来源取得并通过0. 5’x6’洗涤塔(如实施例4中所述)。如图3所示，在所有测试压力(15-105psi)下，废水几乎完全脱除(2ppm)来自引擎废气的SOx。就自来水对照组而言，需要105psi的压力来达到2ppm SOx的水平。举例来说，在15psi下，以自来水处理之引擎废气的SOx水平为20ppm。因此,在15psi下,相较于自来水，使用废水对来自引擎排放之SOx的减少具有约10倍的提升。实施例6 :在20个小时内连续操作系统中使用废液流提高来自引擎废气的NOx及SOx减少率使用2. 7kW柴油发电机来作为含有NOx及SOx的引擎废气的固定来源。在80psi下，用废水处理该引擎废气20小时的时间，并以每分钟约0. 5标准立方尺通过洗涤器。实验用的废液取自Bull Frog Dairy (El Centro,CA)。如图4所示,在用废水处理该引擎废气的20小时的时间过程中NOx及SOx显着地减少。图5呈现NOx减少百分比(对15%之氧气浓度校正)，特别是在20小时处理期间。图5显示在用废水处理后进入实验约3分钟的时候，减少大于约95%的NOx。以下表I提供20小时连续实验中在实验持续期间温室气体(GHG)的减少(以百分比表示)。在约20小时的处理之后，所有测量的气体(NO、NO2, SO2)的减少平均大于94%。表I中cNOx值为对15%之氧气浓度校正的NO及NO2的总量。
权利要求
1.一种系统，其包含反应器，该反应器可操作地连接至 (a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件；和 (b)引擎,其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气； 其中该反应器通过使该引擎废气与从该生物气体产生部件提供的废液流接触，减少来自该引擎废气的NOx排放，从而使NOx排放水平相对于该引擎废气为低。
2.如权利要求I所述的系统，其中该用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件是无氧消化器。
3.如权利要求2所述的无氧消化器，其中该废弃物是农业废弃物。
4.如权利要求2所述的无氧消化器，其中该废弃物是城市废弃物。
5.如权利要求4所述的无氧消化器，其中该城市废弃物包含废水。
6.如权利要求I所述的系统，其中该引擎废气可操作地连接至该反应器，且来自该反应器的废气含有由该引擎做出每马力小时的能源所产生等于或少于约O. 4克的NOx的圣霍金空气局水平(San Joaquin Air Board Level)。
7.如权利要求I所述的系统，其中该引擎废气可操作地连接至该反应器，且来自该反应器的废气含有由该引擎做出每马力小时的能源所产生等于或少于约O. I克的NOx的圣霍金空气局水平。
8.如权利要求I所述的系统，其中该反应器通过使该引擎废气与废液流接触，减少来自该引擎废气的SOx排放。
9.如权利要求I所述的系统，其中该反应器通过使该引擎废气与废液流接触，减少来自该引擎废气的COx排放。
10.如权利要求I所述的系统，其中该引擎是内燃引擎。
11.如权利要求I所述的系统，其中该引擎可操作地连接至该反应器，且该引擎和该反应器之间的可操作性连接含有喷射进口，用于在该引擎废气进入该反应器之前引入反应性化学剂接触该引擎废气。
12.—种反应器，其可操作地连接至 (a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件'及 (b)引擎,其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气； 其中该引擎废气可操作地连接至该反应器，且来自该反应器的废气含有由该引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约I磅的NOx量。
13.如权利要求12所述的反应器，其中该引擎废气可操作地连接至该反应器，且来自该反应器的废气含有由该引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约O. 75磅的NOx量。
14.如权利要求12所述的反应器，其中该引擎废气可操作地连接至该反应器，且来自该反应器的废气含有由该引擎做出每MWh的能源所产生等于或少于约O. I磅的NOx量。
15.如权利要求12所述的反应器，其包含吸收室，该吸收室应用延展吸收来降低来自该引擎废气的NOx排放。
16.如权利要求12所述的反应器，其中该反应器内的温度在约50°C至约(TC的范围内。
17.如权利要求12所述的反应器，其中该反应器内的压力在约Iatm至约15atm的范围内。
18.如权利要求12所述的反应器，其中该反应器内吸收溶液的pH在约5.5至约9的范围内。
19.如权利要求12所述的反应器，其中NOx的滞留时间在约I秒至约15秒的范围内。
20.一种方法，其包含使用反应器来减少NOx排放的步骤，该反应器可操作地连接至(a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件 '及(b)引擎，其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气；其中该步骤包含通过使该引擎废气与从该生物气体产生部件提供的废液流接触，减少来自该引擎废气的NOx排放。
全文摘要
本文提供方法、装置及系统，其包含反应器，其可操作地连接至(a)用于将废弃物转化为生物气体流的生物气体产生部件；及(b)引擎，其利用来自该生物气体产生部件的生物气体流，以产生能源及引擎废气。
文档编号F01N3/18GK102782269SQ201080064956
公开日2012年11月14日 申请日期2010年12月22日 优先权日2009年12月31日
发明者M·马特利希 申请人:沼气导电有限责任公司