减少汽轮发动机产生废气中氮的氧化物的方法

专利名称：减少汽轮发动机产生废气中氮的氧化物的方法
技术领域：
本发明的技术背景本发明涉及采用常规碳质燃料还原汽轮机废气中的氮的氧化物的方法。具体地说，本发明涉及利用二甲醚的氢迁移产物，即通过在蒸汽存在情况下催化二甲醚的反应方法产生的氢气(分子氢)和碳的氧化物(一氧化碳和二氧化碳)。
更具体地说，本发明是一种去除带压缩机的汽轮机体系产生废气中氮的氧化物的方法，该压缩机接受并压缩氧气的气源，氧气直接进入燃烧器，燃烧产物气流从燃烧器直接进入涡轮部分。该方法包括将气体燃料气流和含有氢气、一氧化碳和二氧化碳的补充气流与氧气气源混合，形成可燃烧气体混合物；燃烧该混合物，产生热和燃烧产物气流；采用该燃烧产物气流驱动涡轮，生成废气气流并产生机械动力。
在汽轮机体系中燃烧碳质燃料过程中，来自空气的氧气(分子氧)不利地与来自空气的氮气结合，生成氮的氧化物。这类反应在较高的操作温度下会产生的程度更高。另外，在汽轮机体系中燃烧的一些油含有固定氮，其中的一部分通常与空气中的氧反应也会生成氮的氧化物。该反应即使在低的燃烧温度下也会发生。
因此，在许多碳质燃料燃烧过程中产生的氮的氧化物存在于汽轮机体系产生的废气中，这通常被认为是不希望发生的。现有许多政府的法规限制由汽轮机体系排放到大气中的氮的氧化物的量。另外，快速冷却汽轮机体系产生的燃烧产物会使更多的氧化氮(NO)被氧化成二氧化氮(NO2)。因此，需要能够减少汽轮机排放的氮的氧化物的装置和方法。
汽轮机体系一般被设计成燃烧油、天然气或其它燃料的。在燃烧罐中燃料与空气混合。当空气和燃料进入燃烧区域时，一般在温度远远高于1650℃的火焰区进行燃烧。燃烧产物通过与其它通过调节器进入的空气混合，被冷却到1100℃左右。燃烧产物用另外的空气稀释，从燃烧罐排出并通过管道进入膨胀汽轮机，在此它们驱动汽轮机叶片。这些叶片带动转动轴，转动轴依次带动压缩机和发动机。在动力汽轮机从燃烧产物中获得尽可能多的能量之后，燃烧产物通过烟囱被排入大气。
在燃料与空气中的氧气在高温下燃烧过程中，空气中一部分氧和氮结合生成氮的氧化物。另外，存在于石油、煤和其它一些燃料中的大部分的固定氮与空气中的氧气结合生成氮的氧化物。
已经进行了许多努力开发减少这些汽轮机体系排放的氮的氧化物的装置和方法。一种方法包括将水注入火焰区，以降低火焰的最高温度，从而减少氮的氧化物的形成。该方法带来了一些技术和工业上的成功，但是它有至少三个缺点。首先，水的加入降低了该方法的效率，需要燃烧更多的燃料来获得等量的电能。其次，水中含有悬浮的和溶解的固体，因此即使采用比较干净的水，也会增大颗粒的排放。这些颗粒的排放被认为是不利的。第三，水的加入会提高一氧化碳的排放。
其它推荐的改进方法包括改进燃烧罐，来减少NOx的排放。这些改进的目的是往燃烧罐中加入比化学计量更多的空气，以使燃烧在较低的温度下进行。在扩散焰中，燃烧以化学计量的混合物进行。因此，即使在燃烧周围的空气含量冲淡了火焰，使得其在较低的温度下燃烧，火焰的温度也达到最大。过量的空气与燃烧产物在非常高的温度下混合，并且其中所含的一部分氧反应生成NO。
在汽轮机体系中，燃烧空气或工作气流被压缩成高压气体，使得温度非常高。将燃料与热的压缩空气一起加入燃烧罐中。燃料在空气中燃烧，使温度和体积进一步升高。接着燃烧产物进入动力涡轮机，在此它们膨胀。一般来说，在燃烧罐周围采用过量的空气流来限制峰值温度。罐上的孔使一些空气围绕罐的周围进入，以进行进一步的冷却。这些空气有时是以薄层的形式进入到罐的内侧边缘上。其它空气沿着罐的外部流入。这两个空气流冷却该罐并反过来被加热。接着这些空气进入燃烧器作为高温燃烧空气。已经尝试对在罐上开的选择性孔进行各种改进，但是只取得了有限的成功。
燃烧器的改进也只取得了有限的成功。因为每个罐只有一个燃烧器，因此不可能使燃烧器不以化学计量的形式来运行。尽管每个汽轮机可以有几个燃烧罐，但是每个必须有足够的空气来进行适当地冷却。因此不可能以富含燃料的方式运行几个罐，而另一部分以富含空气的方式运行，并且混合产物以使燃烧完全并产生汽轮机所需的温度。
这些方法中的一些已经成功地用于锅炉，但是在汽轮机中是不实际的。其它用于减少NOx排放的技术，例如减少空气预热、提高一级炉的规模、燃气循环、改进热传递、在炉内还原NOx以及热脱除NOx的方法均被发现用于加热炉是有效的，但是用于汽轮机是不实际的。
因此需要一种方法和装置来减少汽轮机排放的NOx。
将低分子量的烷烃，如甲烷转化成合成燃料或化学试剂已受到越来越多的关注，这是因为低分子量的烷烃从安全角度来说通常可以使用并有稳定的来源。例如，天然气井和油井通常产生大量的甲烷。另外低分子量的烷烃通常存在于煤床中，并且可以在开采过程中、在石油加工和煤、焦油砂、油页岩和生物量的气化或液化中产生。
许多这样的烷烃资源位于比较偏远的地区，远离潜在的用户。可行方法极大地影响了有效地并且大量地利用偏远地区的甲烷、乙烷和天然气。与通过压缩来液化天然气或者任选地铺设和维护管道来将天然气输送到用户有关的费用通常过高。因此，需要将低分子量的烷烃转变成更易运输的液体燃料和化学原料的方法，并且已报道了大量这类方法。
所报道的方法通常被分为直接氧化法和/或间接合成气体法。直接氧化法将低级烷烃转变成产物，如甲烷、汽油和比较高分子量的烷烃。相反，间接合成气体方法一般是生产作为中间体的合成气体。
用于将甲烷转变成二甲醚的方法是已知的。例如将甲烷蒸汽转化生成合成气体。之后，可以由合成气同时制备二甲醚和甲醇，如Bell等的US4,341,069中所记载的。该’069专利提供了一种二甲醚合成催化剂，它含有在γ—氧化铝载体上的铜、锌和铬的共沉淀。有意思的是069专利证明二甲醚产物可以作为发动机燃料单独地或者与合成气一起加入到汽轮机原动机装置的燃烧器中。
或者，将甲烷转变成甲醇，接着再由甲醇通过使含有甲醇和水的混合蒸汽从氧化铝催化剂上面通过来制备二甲醚，正如Hutchings in NewScientist(3 July 1986)35的论文中所描述的。
二甲醚具有比较低的蒸汽压，是很容易运输的。而且，二甲醚与诸如压缩天然气的原料相比可以以比较少的量来低成本地生产，而压缩天然气需要采用大型冷冻设备进行有竞争力地生产。另一方面，据报道当采用空气作为燃料进行燃烧时，合成气产生非常小的空气污染。因此，用于在工业规模上将二甲醚转化成合成气的可行方法较之其它方法对位于远离燃料用户的天然气制造商来说是具有吸引力的。
用于生产合成气的已知方法一般是在高温下使烃与蒸汽在催化剂上反应的方法。一般说来，更复杂的烃被转变成甲烷，它再进行蒸汽转化生成氢或合成气。
Lywood作为发明者提出英国专利申请GB2213496记载了通过在甲烷和蒸汽之间进行吸热催化转化来制备含氢气流的方法。该’496申请给出了下面的用于蒸汽转化甲烷的反应式1.
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由Osman等申请的US4,592,903声称一氧化碳可以通过被称为水煤气轮换的反应被放热转化成二氧化碳和氢，反应式如下4.
据报道，该“轮换”反应可以在两个在不同温度下运行的轮换转化容器中进行，以使产率最大。’903专利说明在含有用铬助催化的铁催化剂的高温轮换转化器中，温度约600～900℃、压力为约300～1000psig是有效的。’903专利进一步证明低温轮换转化反应是在含有混合物的催化剂上在500°F和约300～1000psig压力下进行。
区别如上所述的烃的蒸汽转化和烃的部分氧化是重要的。甲烷的部分氧化反应使每一摩尔反应的甲烷产生两摩尔的氢气(两个气压的氢)。相反，甲烷的蒸汽转化使每摩尔反应的甲烷产生三摩尔氢气。
甲烷的部分氧化反应记载在授权给Gent的US4,618,451中。’451专利声明甲烷与空气分离装置产生的氧反应，氧的比例小于完全燃烧所需的足够的量。据说产生了含有氢和一氧化碳的热气体。’451专利还声明在燃烧过程中可以存在蒸汽或氮气，来作为温度改进剂并避免形成烟灰。据说将其它烃加入到热气体中，并且生成的气体混合物在蒸汽转化催化剂上反应。
用于转化甲烷或天然气生成合成气的一个特定类别的部分氧化反应已知是自热法。按照惯例，自热法包括放热氧化步骤和吸热蒸汽重整步骤，它们基本上是热平衡的。例如授权给Kobylinski并转让给本发明的受让人的US5,112,257记载了一种用于将天然气转变成合成气的自热法，它包括步骤将天然气与空气混合，将生成的混合物同时进行部分氧化反应和蒸汽转化反应，最后将未转化的烷烃与水在具有蒸汽转化活性的催化剂存在情况下反应。
通过单碳饱和醇，甲醇，与蒸汽反应生成氢或含氢混合物的方法总体称为甲醇蒸汽转化法。Hindin等的US4,091,086记载了一种方法，它通过在高温下存在催化组合物情况下蒸汽与甲醇反应生成氢。’086专利声称在含有氧化锌、氧化铜、氧化钍和氧化铝的催化组合物上，甲醇可以以一步反应转化成氢。而且，’086专利没有引用权威或者存在证据来支持，它说明该组合物催化了所需的甲醇的分解反应。所需的分解反应被描述为产生大量的一氧化碳，它们在水煤气轮换反应中被迅速消耗。
Schneider等的US4,743,576记载了一种用于从含水甲醇通过分解或蒸汽转化制备合成气或氢的催化剂。据说该催化剂含有以氧化物为载体的贵金属组分，该氧化物载体含有铈或钛的氧化物，以及锆或镧的氧化物。
Okada的US4,865,624记载了一种用于甲醇与蒸汽反应的方法，它包括将分解反应区域的温度调节到250～300℃，转化反应区域的温度调节到150～200℃。’624专利假设一种直接从甲醇生成氢和一氧化碳的甲醇分解反应。记载在’624中的这种转化反应区域显然目的在于促进已知的水煤气轮换反应。
至Japan cerca 1985的Ministry of International Trade and Industry许可的New Energy and Industrial Technology Development Organization发行的销售说明书中记载了一种一体化的气轮发电动力体系，它将甲醇转变作为燃料并作为一种热的回收方法。该销售说明书说明甲醇和蒸汽通过温度为250～350℃的催化剂，以在吸热反应中生成氢和二氧化碳。据说这种含氢气体用空气燃烧来驱动涡轮机。该销售说明书指出转化反应器的物料和燃烧空气的气流可以与涡轮机废气进行热交换来提高能量的效率。
尽管早期存在一些关于甲醇直接分解机理的探索，实际操作者一般认为甲醇蒸汽转化是以不包括甲醇直接分解为氢和一氧化碳的机理进行的。相反，甲醇的蒸汽转化产生甲酸甲酯和甲酸作为中间体则是可以接受的。例如Jiang等的论文，Applied Catalysis AGeneral，97(1993)145-158 Elsevier Science Publishers B.V.，Amsterdam指出研究和试验数据证明甲醇的蒸汽转化是通过脱氢反应生成甲酸甲酯、水解甲酸甲酯生成甲酸、和分解甲酸生成二氧化碳和氢来进行的。根据Jiang等的论文，在甲醇在低于250℃的温度下通过铜、锌的氧化物和氧化铝催化剂时，没有检测出有一氧化碳产生。Jiang等的论文指出只有当温度高于300℃时才会生成大量的一氧化碳。而且，Jiang等的论文证明甲醇的蒸汽转化按照下面的反应式进行5.
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发明人为Twigg的英国专利申请GB2085314记载了一种催化方法，用于烃与蒸汽在净吸热条件下反应，生成一种含有碳的氧化物和氢的气体。该方法据说采用一种催化剂来进行，该催化剂含有热分解和还原最初的镍和/或钴和至少一种难以还原的金属的相关化合物的产物。据说，这种催化剂还含有一种碱金属氧化物与酸或两性氧化物或混合氧化物的不溶于水化合物。
’314申请声明碱金属，一般是钠或钾的碱金属是根据其氢氧化物的蒸汽压选择的，以便作为碱金属氢氧化物来催化沉积在催化剂上的碳和蒸汽之间的反应。’314申请假设烃原料可以是任何可采用催化蒸汽/烃反应的物质，包括甲烷、天然气、液化石油气、轻油、甲醇、二甲醚和异丁醛。但是，正如下文所说明的，存在氢氧化钾实际上阻碍了二甲醚和蒸汽的反应。
为了更好地利用偏僻地区的天然气资源，为了以更安全和更经济的方式输送天然气中固有的能量，并且为了提供一种当在空气中燃烧时产生非常小的空气污染的燃料，需要一种工业上可实施的方法，来于将二甲醚和蒸汽转化成合成气。这种改进的方法优选地适用于调节器解调器动力产生体系。本发明概要本发明提供了减少汽轮机体系产生的废气中氮的氧化物的低成本方法，该体系包括接受并压缩进入燃烧器的氧气气源的压缩机部分，燃烧产物气流从燃烧器进入涡轮机部分。
根据本发明，为了减少汽轮机体系排出废气中的氮的氧化物，在燃烧器中，我们引进了一个补充气流，它含有氢气、一氧化碳和二氧化碳以及气体燃料和/或其混合物的气流，它与氧气气源形成可燃气体的混合物；燃烧该混合物产生热和燃烧产物气流；并且采用该燃烧产物气流驱动涡轮，产生废气并产生机械动力。
补充气流优选地是通过氢迁移二甲醚的方法产生的，即该方法包括将含有二甲醚和蒸汽的进料气流通过氢迁移反应区，该反应区包括大体上由铜或镍元素组成的基本不含碱金属的催化组合物。该方法产生一种氢迁移产物气流，有利的是它富含氢气、一氧化碳和二氧化碳。
含有二甲醚的进料气流可以相对容易地以具有比较低压力的液态形式运输。该氢迁移反应区包括水解反应区和水煤气轮换反应区。可以回收水解产物和水煤气轮换产物，分别得到氢气和二氧化碳。另外，氢迁移产物可以直接与常规燃料和/或氧化性气流混合，并燃烧驱动涡轮以产生机械能。
该方法的简单性使其可用于两种新的汽轮机和改装已有汽轮机。该体系通过结合常规燃料和含有氢气、一氧化碳和二氧化碳的补充气流来控制NOx，这样就不需要加入水的消耗燃料的步骤。进行该方法的低温进一步降低了在燃烧气体中氮的氧化物的平衡量，并因此提高了氮的氧化物还原的可能性。而且，不需要昂贵的水处理和高压水泵。
参考本文的优选实施方案和附图会对本发明的这些和其它优点和特征有更加全面的理解。附图的简要说明为了更完整的理解本发明，可参考在附图中更详细地说明的并以本发明实施例的方式描述的实施方案。


图1是流程简图，说明本发明产生机械能和热能的优选方案，其中补充气体混合物含有合成气，它由二甲醚与蒸汽的氢迁移反应生成，以及常规汽轮机燃料采用氧气气源燃烧以减小废气中的氮的氧化物。本发明一般描述任何能够提供含有氢气、一氧化碳和二氧化碳的气源的气体或可蒸发的气流都可用作本发明中的补充气流。
合适的补充气流含有一定量的氢气和碳的氧化物(一氧化碳和二氧化碳)，其中氢气与碳的氧化物的比例一般大于约1.5，优选地为约1.6～20。更优选地是补充气流的氢气与碳的氧化物的比例为约2～10，最优选的范围是约2.5～5。
补充气流优选地是通过氢迁移二甲醚的方法制备的，该方法是US5,498,370的主题。这种用于二甲醚的氢迁移方法一般包括使二甲醚和蒸汽的进料气流通过氢迁移反应区，该反应区含有大体上有元素状态的铜或镍构成的基本上不含碱金属的催化剂组合物。该方法产生一种氢迁移产物气流，其相对地富含氢气、一氧化碳和二氧化碳。
氢迁移是一种用于采用蒸汽水解二甲醚生成一种含有碳的氧化物和氢气的方法。该方法采用了一种基本上是元素状态的金属来催化该水解反应。水煤气轮换反应将通常存在于水解产物中的一氧化碳转变成相对更加不活泼的二氧化碳。该水解反应和轮换在一个反应区进行或者当反应条件可分别最佳化时，可任选地在不同的反应区进行。当提供不同的反应区时，热会从水煤气轮换反应区有效地转移到水解反应区。该氢迁移产物气流可以作为驱动涡轮的燃料，并且一体化的热传递方案可以用于回收涡轮废气气流中的热。
一方面，氢迁移二甲醚方法包括将含有约1～6摩尔份的蒸汽和1摩尔份的二甲醚的进料气流通过氢迁移反应区，该反应区含有由大体上是元素状态的铜或镍构成的基本上不含碱金属的催化组合物。该进料气流进入温度约为150℃～800℃的氢迁移反应区。生成的产物气流与进料气流相比，相对地富含氢气、一氧化碳和二氧化碳。
另一方面，氢迁移二甲醚方法包括使温度为约300～800℃的含有约1～6摩尔份的蒸汽和1摩尔份的二甲醚的进料气流通过水解反应区，该反应区含有大体上由元素状态非贵金属组成的基本上不含碱金属的催化组合物。这种相对地富含氢气、一氧化碳和二氧化碳的水解气流是在水解反应区产生的，比以约150到小于约300℃的温度通过含有水煤气轮换反应催化剂的水煤气轮换反应区。在该轮换反应区中，生成的产物气流与水解气流相比相对地富含氢气和二氧化碳。
氢迁移方法在另一个方面包括气化主要是液体的混合物，生成含有1摩尔份的二甲醚和约1～6摩尔份的蒸汽的主要是气体的进料气流。将该进料气流在约150～800℃的温度下通过氢迁移反应区，该反应区含有大体上由一种元素状态的金属组成的基本上不含碱金属的催化组合物。产生一种氢迁移气流并与一种氧化性气流混合。燃烧生成的混合物产生热和燃烧产物气流，其驱动涡轮产生机械动力。该涡轮也产生废气，其可用于蒸发液体混合物，形成气态进料气流。氢迁移二甲醚的优选方案在优选方案中，氢迁移二甲醚方法包括使含有高比例的二甲醚进料气流通过氢迁移反应区。该进料气流可以另外含有甲醇，并优选地是同时产生二甲醚和甲醇的方法的产物气流。Bell等的US4,341,069其全部和特别是有关二甲醚制备的说明可在此作为参考。该进料气流也可以含有基于所含二甲醚的量为约1～6摩尔份的蒸汽，优选地约2～4摩尔份的蒸汽，最优选地约3摩尔份的蒸汽。
氢迁移在本文中被定义为一个二甲醚和蒸汽之间的反应，它最终产生氢气和二氧化碳。尽管它不是本发明成功的关键，但是可以认为该氢迁移反应以至少两部分反应来进行。在第一部分反应中，二甲醚被蒸汽水解，产生氢气、一氧化碳和二氧化碳。在第二部分反应中，一氧化碳与蒸汽接触，生成另外的氢气和更多的二氧化碳。
3摩尔份的蒸汽是完成1摩尔份的二甲醚的氢迁移反应生成氢气和二氧化碳化学计量所需的量。该氢迁移反应可以采用少于化学计量所需量的蒸汽进行到一定的程度，但是在这样的反应物有限的条件下产生的产物气流中含有一氧化碳。当在进料气流中蒸汽少于约1摩尔份的时，比较少的二甲醚发生反应。与此相反，当存在大于化学计量所需量的蒸汽时，二甲醚的转化和对二氧化碳的选择性趋于提高，并且降低不希望有的被称为焦炭的富含碳的副产物的生成速度。
两部分反应优选地在氢迁移反应区进行。为此，使进料气流在约150～800℃，更优选地约300～600℃，最优选地约350～500℃的温度下通过该氢迁移反应区。整个氢迁移反应区需要不在一个温度下运行，并且可以预料将反应温度分布调整在上述范围内会使产物气流的组成最佳化。
在氢迁移反应区中是大体上由元素铜、元素镍或它们的混合物组成的基本上不含碱金属的催化组合物。为此，碱金属是指锂、钠、钾、铷铯和钫。在本文中基本上不含碱金属是指完全不存在碱金属或者以对催化性能没有不可忽视的影响的微量存在。为此，当金属的氧化态为零是金属是元素状态的。
存在大量的任何碱金属都会使用于二甲醚的氢迁移的催化活性明显失活。相反，可以推测，中性或微酸性环境可以加快氢迁移反应。该催化组合物优选地含有氧化铝，更优选地是微酸状态的氧化铝。
优选地是氢迁移反应区另外含有水煤气轮换反应催化剂。已开发了合适的水煤气轮换催化剂用于与合成气中的一氧化碳反应，生成氢气和二氧化碳，如由M.B.Twigg编辑并由Wolf Publishing，Limited，1989出版的Catalyst Handbook 2nd Edition，Chapter 6中所述。
本发明的水煤气轮换催化剂优选地大体上由氧化铁、氧化铬、氧化铜、氧化锌或它们的混合物构成。这些催化剂更优选地大体上由氧化铜和氧化锌构成。更优选地是氧化铜和氧化锌的比例约为1∶1。
水煤气轮换反应催化剂可以均匀地分布在氢迁移反应区，或者优选地在氢迁移反应区的固定区域浓缩。
在另一个方面，氢迁移二甲醚方法包括使如上所述的进料气流通过水解反应区，在该区进行二甲醚和蒸汽之间的水解反应。该水解反应区产生与进料气流相比相对地富含氢气、一氧化碳和二氧化碳的水解气流。该水解反应可以被看作二甲醚的氢迁移的一个反应。
水解反应区含有大体上由元素状态的非贵金属构成的基本上不含碱金属的催化组合物。非贵金属优选地是钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜，或者它们的混合物。其中，镍和铜是特别优选的非贵金属。
非贵金属优选地分散在基质材料上。例如，非贵金属可以被浸渍在氧化铝上。建议基质是中性或弱酸性的。
使进料气流在约300到小于约800℃，优选地为150～500℃，更优选地为约375～450℃的温度下通过氢迁移反应区。由于水解反应是吸热的，该水解反应区通常的温度分布是在流动方向上具有逐渐降低的温度。但是，如果需要的话，可从外部输送热，以减小甚至克服吸热效应。
该水解气流从水解反应区排出并进入温度为约150到小于300℃，更优选地小于约250℃，并且更优选地小于约200℃的水煤气轮换反应区。水解气流必须通过例如与其它方法的气流进行热交换来冷却，以便使水解气流进入温度在上述范围内的水煤气轮换反应区。该水煤气轮换反应区含有上述水煤气轮换催化剂，其催化了水煤气轮换反应，以从一氧化碳和水制备氢气和二氧化碳。
蒸汽进入水解区，并且优选地是另外的蒸汽进入水煤气轮换反应区，以使相对于每一摩尔份的通过水解反应区的二甲醚全部为约2～4摩尔份的的蒸汽通过该反应区。更优选地是，约2～3摩尔份的蒸汽进入水解反应区，并且约1～2摩尔份的另外的蒸汽进入水煤气轮换反应区。
重要的是在水解反应区的催化组合物含有大量元素状态的非贵金属。但是，从生产到使用各方面来看，通常将催化组合物以被氧化的形式负载。一部分非贵金属也可能例如偶尔与空气接触无意中被氧化。因此，建议催化组合物的非贵金属通过将还原性气流从该催化组合物上经过来进行处理，优选地在该催化组合物已装载在水解反应区之后进行。
该还原性气流优选地含有选自氢气、一氧化碳和它们的混合物的还原剂。与氢或一氧化碳在适中的温度下接触可以相对快速并有效地还原非贵金属。
或者，该还原性气流含有蒸汽与甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、乙醇或它们的混合物的前体掺混物，它在反应区分解生成能够将大部分非贵金属还原成元素状态的活性剂。采用前体混合物的还原反应和分解反应与采用氢气或一氧化碳的还原反应相比通常需要更长的时间，并且也需要稍稍升高的还原温度，以还原大部分的非贵金属。还原温度为约100～1000℃是优选的，更优选的是约200～600℃，最优选地是300～500℃。
在压力、温度和时间适当的条件下，含有二甲醚的蒸汽是合适的前体掺混物。但是，含有二甲醚混合物的蒸汽需要比较高的还原温度，比较高的温度和一般更长的还原时间。例如，蒸汽与二甲醚的等摩尔份的混合物需要约2小时，以在350℃在常压下还原大部分的非贵金属。
该氢迁移区优选地包括其中蒸汽与二甲醚进行吸热反应的水解区，还包括其中蒸汽与一氧化碳进行放热反应的水煤气轮换反应区。该水解区含有催化组合物，水煤气轮换区含有水煤气轮换催化剂。优选地将该进料气流加入温度约为300～800℃的水解区，生成与进料气流相比富含氢气、一氧化碳和二氧化碳的水解气流。特别优选的是将水解气流通过温度在约150到小于约300℃范围内的水煤气轮换区，生成氢迁移气流。优选实施方案的描述为了更好地说明本发明，在图1中图示说明本发明的一个用于产生机械能和热能的优选方案，其中含有合成气的补充气体混合物是通过采用蒸汽来氢迁移二甲醚制备的，而常规汽轮机燃料是采用氧气气源进行燃烧，以减少废气中的氮的氧化物。该一体化的方法用虚线分成氢迁移部分A和产生部分B。
参考图1的部分A，将含有基本上是液体的二甲醚的混合物从汽车油罐10抽出加入到二甲醚储槽12中。加料泵14将二甲醚液体从储槽12通过管道16加入到热交换器18，在此二甲醚液体基本上被蒸发。蒸发的二甲醚通过管道20从热交换器18流出。
输送泵24将液体水从水储槽22通过管道26输送到热交换器28中，在此液体水基本上被气化形成水蒸汽气流。产生的蒸汽通过管道29和32，接头30和34与从热交换器18出来的气化的二甲醚气流汇合并混合。该掺混的气流通过管道36进入含有水解催化剂40的水解反应器38。富含氢气、一氧化碳和二氧化碳的水解气流从水解反应器38通过管道42和45以及接头44和52流出。
显然水解气流本身就是有价值的产品。一部分水解气流可以任选地从接头44通过管道46转向输送到目的地48。水解气流可以最终被分离以回收，例如一氧化碳、二氧化碳和/或氢气。或者，水解蒸汽可作为原料源用于化学制备。
可任选地将一部分热交换器28产生的蒸汽从接头30转向，通过管道50在接头52与水解气流混合。之后，该水解气流流过管道53，它优选地包括具有注入冷气流55和流出冷却气流56的冷却器54。水解气流从冷却器54流出，通过管道57进入水煤气轮换反应器58，该反应器含有一种上述水煤气轮换催化剂59。
在水煤气轮换反应器58中，一氧化碳和水接触生成二氧化碳和氢气。轮换产物气流流出反应器58，通过管道60进入接头62。一部分轮换产物气流可任选性地从接头62流出，通过管道64进入目的地66。轮换产物气流相对地富含可以被回收的二氧化碳，例如用作充碳酸气的饮料的组分，用于人们的消费，或者作为原料用于生产各种化学品。
下面参见图1的部分B，将至少一部分轮换产物气流用作补充气体混合物，其流经管道68进入涡轮燃烧器70。将常规的汽轮机燃料，例如天然气从燃料储槽82通过管道94加入涡轮燃烧器70。从气源84，例如被吸入并通过热交换器82加热的空气得到含有氧气的氧化性气流。通过管道86从加热器82通过的被加热的氧化性气流在压缩器88中被压缩，通过管道90流入涡轮燃烧器70。压缩器88优选地将氧化性气流的压力升高到5个大气压或者更高，更优选地是约12个大气压或者更高，并且最优选地是约20个大气压或者更高，压力以绝对压力为标准测定。在燃烧器70中，水煤气轮换产物气流遇到氧化性气流，并且发生释放出热量的燃烧反应。在燃烧器70中可任意地存在燃烧促进催化剂，以促进燃烧反应。燃烧产物从燃烧器70通过管道72进入涡轮74。
涡轮74用于从燃烧产物气流中转移机械能并产生废气气流，该废气气流通过管道80排出涡轮74。该机械能可以例如用于带动发电机78的转动传动轴76。优选地是将一部分涡轮产生的机械能用于转动驱动压缩机88的传动轴92。
废气气流尽管温度和/或压力比燃烧产物气流低，但是它含有可通过热交换回收的有效热能。至少一部分废气气流优选地通过管道80进入热交换器28和通过管道96进入热交换器18，在此废气气流作为热源，分别用于蒸发含水气流和/或二甲醚气流。最后，该废气气流通过导向排出目的地100的管道98排出热交换器18。目的地100可以是例如高位排气孔。
用于本发明的合适的气体燃料气流包括常规碳质燃料，如油、天然气或者其它可蒸发的燃料。天然气或其它含有少量或者没有固定氮含量的燃料含有优选的气体燃料气流。将该气体燃料和补充气体气流以在25℃温度和1个大气压条件下测定的约1∶19到约19∶1(体积)范围内的比例混合。
气体燃料气流和氢迁移气流通常与优选含有空气作为氧化剂的氧化剂气流混合。或者，该氧化剂气流可含有任何合适的、惰性物料和适量的氧。生成的混合物燃烧生成燃烧产物气流和热。该燃烧产物气流驱动涡轮，产生可利用的机械动力。机械动力被利用之后，燃烧产物气流作为废气以比较低的压力排出涡轮。废气气流中的热量优选地被转移到氢迁移反应区。例如废气气流中的热可以被用来蒸发进料气流。
氢迁移气流、气体燃料气流和空气混合物以三种方式减小燃烧气体中氮的氧化物的含量。首先，优选的氢迁移气流、天然气和其它许多其它挥发性燃料不含有任何固定氮。因此，与含有固定氮的燃料不同，燃烧这些燃料产生非常少量更多的氮的氧化物。其次，含有氢迁移气流的氢气提高了氢迁移气流和气体燃料气流与空气结合的可燃性限制，减小了对空气中氮的需要，并且由空气中所含的氮生成更少量的氧化氮。第三，在大多数燃料燃烧的温度下，氮的氧化物的平衡含量降低，使得通过上述反应大大降低了NOx。
除了适当地降低新的汽轮机烟道气的氮的氧化物的含量，还可以并且成本上是有效的改进用于现有汽轮机体系的方法。
在大量的空气中含有少量天然气或者其它燃料的天然存在的或者工业产生的废气气流也可用作混合空气和燃料气流。采用这些原料可以减少NOx、节省燃料、减少烃的排放并减低温室效应。这些可用于该方法的废气气流的例子是矿井通风装置的废气、涂料废气、溶剂干燥气体、用于干燥采用含有烃溶剂的油墨产生的印记的气体、低浓度的土气和低浓度的坑埋气。
在我们描述本发明的这些优选实施方案的同时，可以明确看出本发明并不限于此，但是换句话说可以在下面的权利要求书的范围内实施和操作。
从本发明的方法和装置与目前采用的用于减少汽轮机体系排放氮的氧化物的已知装置和方法相比较的特征和优点出发，给出下面的实施例。
给出下面的实施例是为了更好地理解本发明。这些实施例不以任何方式限定本发明的范围。
实施例1制备Cu2Mg2Al2(OH)12CO3往一个装配了温度计、回流冷凝器和机械搅拌器的三升三颈圆底烧瓶中加入1.2升去离子水、0.15克—摩尔碳酸钠和1.2克—摩尔氢氧化钠，制成碱溶液。制备一个含有0.20克—摩尔水合硝酸铜、0.20克—摩尔水合硝酸镁、0.20克—摩尔水合硝酸铝和1.0升水的金属硝酸盐溶液，并将其在2小时内滴加到碱性溶液中，同时进行搅拌。生成pH为8.77的凝胶状混合物。加完之后，将该凝胶状混合物在85℃加热15小时然后冷却。过滤冷却的混合物，用水洗涤，在70℃的真空下干燥过夜。干燥的产物具有水滑石型结构。
实施例2制备Cu2Mg2Al2O7通过将已知量的原料在室温下放入的炉中并以每分钟三摄氏度的速度升高炉温度直至550℃来焙烧实施例1所述的干燥物料。将干燥物料在550℃保持4小时，再过筛按粒度分离。产物基本上是具有前面水滑石型结构的无定形物料。该产物指定为催化剂A。
实施例3制备Cu3Zn2Al2(OH)14CO3完成基本上与上面实施例1所述的方法相同的制备方法，除了这次金属硝酸盐溶液含有0.30克—摩尔水合硝酸铜、0.20克—摩尔水合硝酸锌、0.20克—摩尔水合硝酸铝和1.0升水。生成的凝胶状混合物的pH为8.25。
实施例4制备Cu3Zn2Al2O8将实施例3制备的物料采用实施例2所述的方法进行焙烧。产物指定为催化剂B。
实施例5制备Cu3.25Zn3.75Al2(OH)18O3再次采用实施例1所述的方法，除了金属硝酸盐溶液含有0.325克—摩尔的水合硝酸铜、0.375克—摩尔水合硝酸锌、0.20克—摩尔水合硝酸铝和1.0升水。
实施例6制备Cu3.25Zn3.73Al2O9按照实施例2所述的方法焙烧在实施例5制备的物料。焙烧产物被指定为催化剂C。
实施例7工业上可得的CuO/ZnO/Al2O3将由约40重量％氧化铜、约45重量％氧化锌、约12重量％氧化铝和约3重量％石墨粘合剂构成的工业上可用的物料研磨并筛分成合适的粒度。过筛的物料被指定为催化剂D。
实施例8工业上可得的CuO/ZnO/Al2O3加上钾将另外的碳酸钾水溶液形式的钾加入到一部分实施例7所述的样品D中，再在550℃焙烧4小时，制成含有2.0重量％钾的被指定为催化剂E的物料。
实施例9工业上可得的Cu/CuCrO3将由约58重量％铜、约25重量％铬酸铜和约2重量％石墨粘合剂组成的工业可用的物料研磨并过筛成合适的粒度。过筛的物料被指定为催化剂F。
实施例10催化剂A到F的氢迁移特性在不同的时间，将每种催化剂装载于密封在不锈钢容器中的石英管反应器中的两立方厘米的床上，并在氮气吹扫下加热到300℃。当反应器中的温度平衡时，停止氮气吹扫，并将含有20体积％氢气和80体积％氮气的还原气流在常压下以每分钟100个标准立方厘米的速度在至少两小时的还原时间内通过反应器。
每个还原催化剂用氮气吹扫10分钟，以去除任何可能残留在反应器中的剩余氢气。之后，将以1∶3∶2的摩尔比例含有二甲醚、水和氮气的原料气体在常压下通过反应器。该进料气流以2000个气体时空间速度的流速通过反应器。外部加热器的温度可直接控制，并且当反应器的温度稳定时，将装配于床中点的热电偶作为控制点来测定。
反应器排出气流离开反应器并进入冰水冷却带，其冷却并分离任何存在于气流中未反应的水。排出气流的平衡采用气相色谱分析，并且根据这些分析，计算转化率和选择性。下面的表1到8列出在温度操作过程中各种温度下测定的转化率、选择性和氢与碳的氧化物的比例。
表1催化剂A的性能温度(℃) 350 400 450 500 550转化率(％) 11.1 34.6 67.3 83.5 97.6H2选择性 73.5 64.9 58.6 56.3 53.1CO选择性 7.6 6.5 9.8 13.4 17.2CO2选择性％ 62.6 54.9 48.0 42.6 37.1H2/(CO+CO2) 2.35 2.32 2.07 2.02 1.90上面表1的数据表明是铜、镁和氧化铝催化剂的催化剂A具有可接受的二甲醚的转化率，同时具有所需的选择性，特别是在约450～500℃的操作温度范围内。但是，氢与碳的氧化物的摩尔比例随着温度的升高而降低。
表2催化剂B的性能温度(℃)350 400 450500 550 650转化率(％) 5.9 7.4 9.517.8 21.1 55.4H2选择性 69.8 68.8 8 1.8 84.6 78.0 67.9CO选择性8.5 4.0 4.513.8 3.8 12.2CO2选择性％57.8 60.2 72.3 67.7 68.9 52.2H2/与碳氧化物的比例2.35 2.45 2.72 2.47 2.67 2.34表2说明是铜、锌和铝催化剂的催化剂B与催化剂A相比具有较低的活性，但是对氢和二氧化碳的选择性较高。这说明锌对一氧化碳向二氧化碳的转化是有利的，其随着氢的产率的升高而升高。
表3催化剂C的性能温度(℃) 300 400 450500550转化率(％) 6.1 18.344.6 75.9 91.1H2选择性55.671.275.6 78.2 80.4CO选择性 14.318.816.3 34.41 44.9CO2选择性％ 35.544.350.4 37.9 30.9H2/与碳氧化物的比例 2.522.903.09 2.76 2.61催化剂C是铜、锌和氧化铝催化剂，但是与催化剂B相比具有较高的金属含量。表3的数据表明金属含量较高的催化剂具有更大的活性。特别是催化剂C在450℃的数据表明在转化率和选择性之间的平衡是非常有利的。
表4催化剂D的性能温度(℃)350400转化率(％) 88.5 99.9H2选择性(％) 96.9 96.2CO选择性(％)49.3 50.96CO2选择性％47.1 44.8H2/与碳氧化物的比例2.44 2.42表4的数据表明催化剂D是含有铜、锌和氧化铝的工业上可得的催化剂，它在约350～400℃的温度下对氢迁移二甲醚是有效的。催化剂D具有较高的转化率、所需的选择性和良好的氢与碳的氧化物的摩尔比例。
表5催化剂E的性能温度(℃)Exit300 350400450500产物(摩尔％)H21.636 2.697 2.966 4.841 9.167N263.575 63.294 62.804 60.947 56.723CO 0.427 0.188 0.935 1.249 1.152CH40.259 0.799 0.916 1.446 3.094CO20.337 0.67 0.633 0.936 2.348H2O2.449 2.663 2.515 2.505 2.537DME 31.318 29.69 29.23 28.076 24.979比率H2/CO24.854.03 4.69 5.17 3.90H2(CO+CO2)2.143.14 1.89 2.22 2.62转化率(％)DME 2.717.57 9.14 12.74 22.34选择性(％)H275.95 62.79 61.82 62.60 59.70CO 41.74 11.35 37.64 34.40 17.47CH425.32 48.22 36.88 39.82 46.92CO232.94 40.43 25.48 25.78 35.61表5的数据表明钾、碱金属对二甲醚的氢迁移性能的影响。催化剂E大体上与催化剂D类似，除了在催化剂E浸渍了2重量％的钾并进行焙烧。表4和5对催化剂D和E的数据可分别在350℃和400℃直接进行对比。比较表明钾的存在大大降低了活性和选择性。
在氢迁移条件下评价含有铬作为活性金属的工业可用的催化剂。结果数据列于表6。这些数据表明铬基催化剂可以以对二氧化碳比较高的选择性将二甲醚和蒸汽转化成氢气和碳的氧化物产物。
表6催化剂F的性能温度(℃)300 350 400450 500 550转化率(％) 4.9 18.7 51.7 56.0 83.4 91.3H2选择性(％) 85.9 82.1 77.6 70.0 69.2 66.0CO选择性(％)6.9 3.7 5.37.4 17.4 24.8CO2选择性(％) 74.9 73.8 67.2 58.4 48.6 39.6H2/与碳氧化物的比例2.72 2.68 2.63 2.4 2.3 2.14在各种蒸汽速度的氢迁移条件下观察上述实施例7所述的被指定为催化剂D的工业可用的催化剂样品。在各种情况下，二甲醚被加入反应器中的空间速度被控制在2000GHSV，并且氮气被加入反应器的空间速度被控制在1000GHSV。调整蒸汽进入反应器的量以提供所需的二甲醚与蒸汽的摩尔比例。结果数据列于下面的表7。
表7蒸汽比例对催化剂D的影响温度(℃)350 350 350 400 400 400 400 400进料比例(DME/H2O) 1∶0 1∶1 1∶3 1∶0 1∶1 1∶2 1∶3 1∶4转化率(％) 20.1 48.6 88.5 18.5 76.6 86.3 91.2 93.8选择性(％)H261.7 98.5 96.9 50.5 98.3 99.3 99.4 99.5CO 55.5 18.8 49.3 40.6 38.2 23.6 23.0 20.4CO29.22 79.1 47.1 15.7 59.7 75.4 76.2 78.9H2/(CO+CO2)比例1.75 2.73 2.44 1.60 2.59 2.75 12.75 2.77在氢迁移条件下和总压约为100psig的条件下观察在上面实施例7中描述的被指定为催化剂D的工业可用的催化剂样品。被加入到反应器中的二甲醚与蒸汽和氮气的摩尔比例一般为约1到3。在350℃和400℃采用3000hr-1GHSV的空间速度。结果列于下面的表8。
表8催化剂D在100psig的总压下温度(℃)350400转化率(％) 69.9 100H2选择性(％) 99.1 99.6CO选择性(％)7.239.7CO2选择性％91.5 59.9H2/与碳氧化物的比例2.80 2.49尽管由于加入氮气的量不同无法直接进行比较，对表8的数据和表7的数据的研究表明对催化剂D的转化率和选择性适当地收到总压变化的影响，并且可以作为按比例扩大到高压氢迁移操作的标准。
实施例11在氢迁移条件下和总压约为100psig的条件下在上面实施例7中描述的被指定为催化剂D的工业可碍的催化剂样品。没有加入氮气的反应器中二甲醚与蒸汽的摩尔比例一般为约1到3。在317℃和407℃采用4000hr-1GHSV的空间速度。结果列于下面的表9。
表9在GHSV4000hr-1原料H2O/DME/N2的比例为3∶1∶0条件下催化剂D的性能温度(℃)Exit 317 347377407407产物(摩尔％)H229.713 53.69 66.93 71.076 71.25N20.571 0.109 0.121 0.229 0.121CO 0.0152 0.213 1.064 2.766 3.68CH40.155 0.225 0.19 0.179 0.166CO29.867 17.472 21.155 21.276 22.03H2O 4.502 4.017 3.802 3.71 5.599DME 55.177 24.271 6.738 0.763 0.158比率H2/CO23.013.07 3.16 3.34 3.23H2(CO+CO2) 3.013.035 3.01 2.95 2.77转化率(％)DME -- 2.52 72 96.83 99.33选择性(％)H298.96 99.17 99.43 99.50 99.53
实施例12在氢迁移条件下和总压约为100psig的条件下研究在上面实施例7中描述的被指定为催化剂D的工业可得的催化剂样品。没有加入氮气的反应器中二甲醚与蒸汽的摩尔比例一般为约1到3。在347℃和467℃采用8000hr-1(GHSV)的空间速度。结果列于下面的表10。
表10在GHSV8000hr-1原料H2O/DME/N2的比例为3∶1∶0条件下催化剂D的性能温度(℃)Exit 347 377407437467产物(摩尔％)H237.02 56.254 66.25 68.98 69.813N20.169 0.074 0.092 0.0792 0.0724CO0.087 0.408 1.396 2.86 6.359CH40.197 0.224 0.192 0.168 0.111CO212.36 18.396 20.989 20.944 18.899H2O 4.433.993 3.800 4.634 4.516DME 45.73 20.65 7.279 2.33 10.23比率H2/CO22.993.057 3.158 3.29 3.69H2(CO+CO2) 2.972.99 2.956 2.897 2.76转化率(％)DME -- 16.79 70.26 90.29 98.99选择性(％)H298.94 99.21 99.46 99.51 99.68表9和表10的数据表明载气，如氮气不是氢迁移方法的关键。因此氢迁移燃料(H2和CO2)中不含有NOx化合物。在GHSV分别为4000hr-1和8000hr-1时，不含氮的转化率和选择性水平适用于工业用途。
为了说明本发明，“主要地”是指大于50％。“大体上”是指以足够的频率发生，或者以能够一定程度影响相关化合物或体系的宏观性质的量存在。当频率或者这种影响的比例是不清楚时，大体上被认为约20％或者更多。术语“基本上”是指绝对地，除非对宏观质量和最终的产量没有可忽视的影响则是允许的，一般来说至多约1％。
上述的实施例和假设是用以更好地说明本发明的各个侧面。本发明的范围仅由所附的权利要求书来限定。
权利要求
1.一种用于减少汽轮机体系废气中氮的氧化物的方法，该体系包括压缩机部分，该压缩机部分接受并压缩进入燃烧器部分的氧气气源，燃烧产物气流从燃烧器部分进入涡轮部分，该方法步骤包括将含有氢气、一氧化碳和/或二氧化碳的补充气流和气体燃料气流与氧气气源引入燃烧器使其形成一个可燃烧的气体混合物；燃烧所得混合物，产生热和燃烧产物气流；和采用燃烧产物气流驱动涡轮产生废气气流并产生机械动力。
2.权利要求1的方法，其中在补充气流中存在氢气、一氧化碳和二氧化碳，其中氢气与碳的氧化物的总量的比例大于约1.75。
3.权利要求1的方法，其中气体燃料气流和补充气流以在25℃的温度和1个大气压的压力下测定的为1∶19到19∶1范围内体积比混合。
4.权利要求1的方法，其中用于燃烧气体混合物的氧气气源是含有氧气的压缩空气气流。
5.权利要求1的方法，其中气体燃料气流含有天然气。
6.权利要求1的方法，其中补充气流通过下面的方法制成使温度为150～800℃的含有约1～6摩尔份的蒸汽和1摩尔份的二甲醚的进料气流通过氢迁移反应区，该反应区含有大体上由元素状态的铜或镍组成的基本上不含碱金属的催化组合物，生成与进料气流相比相对地富含氢气、一氧化碳和二氧化碳的产物气流。
7.权利要求6的方法，其中氢迁移反应区另外含有水煤气轮换反应催化剂，它基本上由容易还原的第一列过渡金属构成。
8.权利要求1的方法，其中补充气流是通过下面的方法制备的使温度为约300～800℃的含有约1～6摩尔份的蒸汽和1摩尔份的二甲醚的进料气流通过水解反应区，该反应区含有大体上由元素状态的非贵金属组成的基本上不含碱金属的催化组合物，产生相对于进料气流相对地富含氢气、一氧化碳和二氧化碳的水解气流，并且使约150到小于约300℃的温度的水解气流通过含有水煤气轮换反应催化剂的水煤气轮换反应区，产生与水解气流相比相对地富含氢气和二氧化碳的产物气流。
9.权利要求8的方法，其中水解反应区的温度为约350～500℃。
10.权利要求8的方法，其中水煤气轮换反应区的温度约为150～250℃。
11.权利要求8的方法，其中附加的蒸汽与水解气流同时通过水轮换反应区，以使通过该反应区的总蒸汽相对于每摩尔份通过水解反应区的二甲醚为约2～4摩尔份。
12.权利要求5的方法，它进一步包括使还原性气流通过在温度为约200～1000℃的氢迁移反应区的催化组合物，以将大量的非贵金属还原成元素状态。
13.权利要求12的方法，其中还原性气流含有选自氢气、一氧化碳和它们混合物的还原剂。
14.权利要求12的方法，其中还原性气流包括含有蒸汽并且也含有甲烷、乙烷、甲醇、乙醇或它们的混合物的前体掺混物，其中该前体掺混物在氢迁移反应区基本上分解了，生成能够将非贵金属还原成元素状态的活化剂。
15.一种用于氢迁移二甲醚并产生动力的方法，它包括气化主要是液体的进料物流，生成含有1摩尔份的二甲醚和约1～6摩尔份的蒸汽的主要是气体的进料气流，将该进料气流在约150～800℃的温度下通过氢迁移反应区，该反应区含有基本上由元素状态的金属组成的基本上不含碱金属的催化组合物，产生与进料气流相比相对地富含氢气、一氧化碳和二氧化碳的氢迁移气流；将含有氧的氧化剂气流与气体燃料气流和含有氢迁移气流的补充气流混合，形成一种可燃烧的气体混合物；燃烧这种生成的混合物产生热和燃烧产物气流；和采用这种燃烧产物气流驱动涡轮产生废气，同时产生机械能。
16.权利要求15的方法，其中氢迁移区包括其中蒸汽与二甲醚进行吸热反应的含有催化组合物的水解区，和其中蒸汽与一氧化碳进行放热反应的含有水煤气轮换催化剂的水煤气轮换反应区，其中进料气流通入温度约为300～800℃的水解区，生成与进料气流相比富含氢气、一氧化碳和二氧化碳的水解气流，水解气流通过温度约150到小于约300℃范围内的水煤气轮换区，生成氢迁移气流。
17.权利要求16的方法，其中该催化组合物主要由锌、氧化铝和铜元素构成，其中水煤气轮换反应催化剂含有铜和锌的氧化物。
18.权利要求16的方法，其中补充的蒸汽与水解气流同时通过水轮换反应区，以使通过该反应区的总蒸汽相对于每摩尔份通过水解反应区的二甲醚为约2～4摩尔份。
19.权利要求16的方法，其中进一步包括使含有选自氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、甲醇、乙醇或它们混合物的还原剂的还原性气流通过氢迁移反应区，以将大部分金属还原到元素状态，并且其中该还原性气流通过温度为约200～1000℃的催化组合物。
20.权利要求16的方法，其中还原性气流通过氢迁移区以还原金属。
21.权利要求16的方法，其中将废气气流的热量转移到氢迁移反应区。
22.权利要求16的方法，其中将废气气流的热量用来蒸发原料物流。
23.权利要求16的方法，其中将气体燃料气流和补充气流以在25℃的温度和1个大气压的条件下测定的体积比为19∶1到1∶19的范围内的比例混合。
24.权利要求23的方法，其中用于燃烧气体混合物的氧气气源是含有氧的压缩空气气流。
25.权利要求24的方法，其中气体燃料气流含有天然气。
全文摘要
根据本发明,减少汽轮机体系废气中氮的氧化物是通过往燃烧器中加入含有氢气、一氧化碳和二氧化碳的补充气流和气体燃料气流和/或它们的混合物,与氧气气源形成可燃烧的气体混合物;燃烧该混合物产生热量和燃烧产物气流;用燃烧产物气流驱动涡轮产生废气气流并且产生机械能来进行的。补充气流有利的是通过氢迁移二甲醚的方法制备的,即该方法包括将含有二甲醚和蒸汽的进料气流通过氢迁移反应区,该反应区含有大体上由元素状态的铜或镍构成的基本上不含碱金属的催化组合物。该方法产生氢迁移产物气流,有利的是该气流相对地富含氢气、一氧化碳和二氧化碳。
文档编号B01D53/56GK1199381SQ97191114
公开日1998年11月18日 申请日期1997年8月11日 优先权日1996年8月22日
发明者阿拉柯南达·巴塔查里亚, 阿鲁娜布哈·巴苏 申请人:阿莫科公司