CN101888895A - 燃烧烟道气中氮氧化物的选择性催化还原的方法和实施该方法的*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在炉中处理进料的方法,其中在辐射区中通过液体或气体燃料在通过至少一个空气预热回路预热的空气的存在下燃烧而向所述炉提供热,此步骤导致了含氮氧化物的燃烧烟道气的排放,在所述方法中,烟道气通过位于所述炉的辐射区下游的对流区排出。该方法还包括通过在催化剂上游将热空气和氨类物质的混合物注入对流区中的烟道气管道而选择性催化还原所述氮氧化物的步骤,其中供应所述混合物的热空气直接取自燃烧空气预热回路,该回路使用燃烧烟道气的热。本发明主要适用于在石化工艺炉中流体的预热/加热、气化/过加热,但它还适用于在蒸汽重整炉中在蒸汽的存在下将烃进料重整。
Description
本发明涉及限制氮氧化物排放到环境中。本发明特别涉及将氮氧化物催化还原成氮的改进方法。
氮氧化物,或NOx,主要含一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。在大气中,NOx可与水结合并产生硝酸HNO3,其特别导致酸雨、光化烟雾,且可能是造成某些呼吸道疾病(例如哮喘)的原因。由于这些原因,减少NOx向大气中的排放变成近年来的主要问题,并且是对工厂主越来越多限制性规章的目标。
NOx尤其在液体或气体燃料(例如烃、天然气、炼厂气、氢气或其混合物)的燃烧过程中产生,然后经由燃烧烟道气排放到大气中。
这种燃烧尤其用于在石化工艺炉中加热、重整或裂解烃或非烃流体。术语“加热”流体是指将流体预热和/或加热和/或气化和/或过加热。在所述流体中,将特别提到用于化学或石化工艺的液体和/或气体烃、热传导流体,有时也提到水(软化水或锅炉给水的预热、气化、蒸汽的过加热)。
这种燃烧还用于实现烃进料的蒸汽重整反应(SMR或蒸汽甲烷重整)所需的高温。蒸汽重整包括烃分子(尤其是甲烷,CH4)在蒸汽和热(几百度)的存在下***,且主要用于生产高纯度氢气(H2)的工业中。这种方法特别由Michael D.Briscoe描述于US 6,749,829中。蒸汽重整方法在蒸汽重整炉中进行,其中一方面向蒸汽重整炉提供烃进料和蒸汽,另一方面向其提供热。然后当炉是热的时,将烃进料作为与蒸汽的混合物注入含催化剂且通过炉的管中。炉的数百度的高温是借助燃烧保持的,然后其能够在管中使烃进料分子发生***反应,并产生将被处理的合成气体(合成气)。本发明烃进料的实例为烃、油和天然气。优选地,烃进料选自各种来源的、尤其是矿物和植物来源的、可在低于250℃气化的烃。优选的烃进料为天然气、石脑油、LPG(液化石油气)、丁烷、丙烷、生物柴油、生物乙醇、炼厂废气和所有通常的废气。
对于这两种炉,热通常通过各种燃料与空气的燃烧提供。该燃烧在辐射段(有时也称作燃烧室)中借助位于辐射段顶部和/或底部和/或侧壁上的燃烧器进行。
烟道气(由燃烧的燃料产生的燃烧产物)本身在辐射段出口处经由至少一个通过对流段的烟道气管道排出,在它们释放至大气中之前在对流段中将它们冷却。通常,为了降低对于要在炉中燃烧的燃料的需求,在燃烧器的上游安装将燃烧空气预热的***。因此,为了提高炉的热效率,通过回收一部分可在通过对流段的烟道气中获得的热将燃烧空气预热,这借助例如板式换热器或管式换热器类型的换热器实现,这些换热器也称作空气预热器。
然而,如前所述,这些方法在对流段的出口在燃烧烟道气中产生NOx。如果它们在空气存在下的燃料的燃烧过程中产生,它们与燃烧烟道气一起被释放至大气中。此外,使用预热的燃烧空气导致烟道气中NOx浓度提高,因为火焰温度升高。
已开发出数种方法以降低存在于燃烧烟道气中的NOx的浓度。例如,可特别借助选择性催化还原(SCR)烟道气中所含NOx的方法。在该方法中,经由注射器将热空气/氨混合物(也称作AAM的混合物)注入对流段中。术语氨在本文中是指含氨的含水产品;它可例如为尿素或脲。然后使由燃烧烟道气和AAM组成的混合物在200至600℃的适合温度范围内与催化剂接触,这可以将NOx转化成N2,并因此降低释放至大气中的烟道气的NOx浓度。这种方法特别描述于US 5,612,010、US 5,401,478和US6,361,754中。
在已知的选择性催化还原方法中,将热空气与氨水混合以形成AAM。在已知方式中,此热空气来自通过鼓风机并然后借助对流段和烟道气管道外的预热器加热的新鲜空气;另一已知但较少使用的解决办法是用燃烧烟道气代替热空气,所述燃烧烟道气经由专用鼓风机在SCR下游直接取自对流段的烟道气管道。然后在SCR催化剂上游借助注射器网将AAM注入对流段中。
然而,此选择性催化还原氮氧化物方法的有效性是通过额外消耗能量、尤其是电能或蒸汽能而获得的,这主要是为了将用于制备AAM混合物的新鲜空气(或者在较轻程度上,烟道气)加热,以及为了向鼓风机提供新鲜空气或烟道气。
能量的这种过度消耗对于工厂主而言代表了高的成本。
因此,需要一种改进的选择性催化还原法,其消耗很少能量,可以将存在于燃烧烟道气中的氮氧化物选择性催化还原。
氮氧化物还原法(在本发明说明书的其它部分中也称作PNOX法)可特别应用于进行石化方法的炉和进行蒸汽重整方法的炉。
在本说明书其余部分中,术语“PI”法将表示(除阅读本文时显而易见的特殊情况外)在蒸汽重整炉中进行的重整方法或在石化工艺炉中进行的方法。
本发明通过特别使用改进的PNOX法解决上述问题,就相当的效率而言,所述方法比已知用于降低PI工艺炉的燃烧烟道气NOx浓度的方法消耗较少能量且具有较低的投资成本。
本发明的一个目标是在炉中处理进料的PI方法,所述方法至少包括:
-通过液体或气体燃料在空气存在下的燃烧而放热的步骤,所述空气被至少一个经过烟道气对流段一次或多次的空气预热回路预热,该步骤导致在烟道气中产生氮氧化物,所述烟道气被排入通过对流段的烟道气管道中,所述对流段位于所述炉的辐射段(燃烧室)的下游;和
-将烟道气的所述氮氧化物选择性催化还原的步骤,包括在存在至少一种催化剂的对流段中注射热空气和氨的混合物,其特征在于所述混合物的热空气直接取自所述用于将预热空气供入炉中的至少一个空气预热回路。
在本发明的一个优选变化方案中,PI方法是在石化工艺炉中将烃或非烃流体预热和/或加热和/或气化和/或过加热处理。
根据本发明的其它优选变化方案,它涉及在蒸汽重整炉中在蒸汽的存在下将烃进料重整的PI方法。
进行本发明PI方法的炉可对应于本领域技术人员在实践中使用的任何炉。通过任何可用手段向炉提供燃料和热空气。通常,炉与可将各流体和各反应产物引入其中的管道***结合。
为了进行操作而向炉(SMR或石化炉)提供的热优选通过燃烧器得到,特别地,该燃烧器靠着炉壁,特别是炉侧壁,和/或位于炉底和/或在顶板上。这些燃烧器可以在空气存在下使燃料燃烧,以达到各操作所需的高温。
本发明中所用术语“燃料”是指任何液体或气体燃料,尤其是矿物燃料、烃、可包含气体(例如甲烷和其它气态烃以及一氧化碳和氢)的石化工艺的废气,以及在其它可燃烧或不可燃烧流体(H2O、CO2、N2等)存在下所有这些燃料的混合物。
本发明中所用的炉可对应于本领域技术人员在实践中使用的任何炉。借助任何可用手段向炉提供进料(烃或其它进料)、蒸汽和热(热空气)。
为了降低能量消耗,在供入炉的燃烧器中的燃烧空气到达炉之前,借助至少一个、有时两个或甚至三个或更多个空气预热回路将其预热。它们优选是与燃烧段接触的、沿着对流段安装、且能够通过所述对流段至少一次、优选数次的管道。优选地,通过鼓风机向空气预热回路提供所谓新鲜空气,所述鼓风机从装置外部提取空气,并将它注入预热管道中。这样,新鲜空气在管道中在空气预热器处循环,在空气与离开炉的辐射段的热燃烧烟道气之间发生热交换。在每次通过对流段时,空气被预热,而燃烧烟道气被冷却。如果空气预热回路非常多次地通过燃烧烟道气对流段,热交换将甚至更大。
本发明还涉及如前所述PI法,其中使用至少一个鼓风机向所述至少一个燃烧空气预热回路提供新鲜空气。
在一个特别实施方案中,本发明方法的特征在于所述至少一个燃烧空气预热回路通过对流段至少一次,优选至少两次(通过空气预热器,以便在其中预热并冷却烟道气)。在其它实施方案中,所述至少一个空气预热回路可以通过烟道气对流段三次、四次或甚至五次,本领域技术人员可以根据所需预热和所用装置的大小调整本方法。
预热器可以在热空气和基于氨的产品的AAM混合物的注入位置下游或上游通过烟道气对流段。
本发明方法提供了将含在烟道气中的氮氧化物选择性催化还原的步骤,以降低或甚至消除它们在释放至空气中的烟道气中的存在。
在本发明中,“选择性催化还原”是指在热和催化剂的存在下,优选含水的基于氨的产品与NOx之间的反应,该反应产生被释放到大气中的无害的氮N2。所用催化剂可以是本领域技术人员认为合适的任何催化剂。因此,根据本发明方法,产生了含水的基于氨的产品与来自本发明所述至少一个预热回路的热空气的混合物,根据本发明,该AAM混合物被直接注入对流段。这样注入的混合物与存在于对流段中的催化剂接触;然后发生存在于烟道气中的NOx的选择性催化还原。
本发明方法可以显著降低炉的能量消耗,也可以减少向混合器提供热空气所需的装备的件数。事实上,借助在预热回路开始处将新鲜空气注入管道中且确保空气沿着回路循环的鼓风机,预热回路中的空气循环处于比炉的压力(无论是在辐射段还是在对流段)更高的压力下,这是为了补偿燃烧器中的压力损失。
因此,被取出以形成AAM的预热回路的预热空气部分直接到达混合器,根据本发明的方案,不仅可以省去向混合器提供热空气所需的风机,还可以省去专用的新鲜空气预热器。
在本发明一个特别实施方案中,前述方法的特征在于热空气和氨(更概括地说,基于氨的化合物)的混合物的注入发生在烟道气对流段中、催化剂上游的至少一个位置,所述催化剂通过合适的载体保持在对流段中。
在本发明其它实施方案中,AAM的注入可以在催化剂的上游、在对流段的数个位置进行,注射位置的数与所用装置的大小直接相关。特别地,AAM注射位置可以位于通过对流段的两个空气预热器之间。
在一个特别实施方案中,前述PI方法的特征在于借助单个空气预热回路向炉提供预热空气,并且在氮氧化物的选择性催化还原步骤中所用的热空气直接取自所述单个空气预热回路。
在另一特别实施方案中,前述方法的特征在于借助两个空气预热回路向炉提供预热空气,并且在氮氧化物的选择性催化还原步骤中所用的热空气直接取自所述两个空气预热回路中的至少一个。
如果空气预热回路至少一次、优选至少两次通过烟道气对流段,则空气预热回路包括一个、两个或甚至更多个位于烟道气对流段中的空气预热器。因此,在烟道气对流段中的所述至少一个空气预热回路的第一通道的出口,或在烟道气对流段中的所述至少一个空气预热回路的第二通道的出口,或在烟道气对流段中的所述至少一个空气预热回路的第一通道以及第二通道的出口,将在氮氧化物的选择性催化还原步骤中所用的热空气直接从空气预热回路中取出。
根据本发明的第二方面,本发明还涉及在工艺炉中处理进料的装置,其至少包括:
-能够处理进料的PI工艺炉,其包括供给燃料和空气的设备;
-用于向炉提供预热空气的、经过烟道气对流段一次或多次的空气预热回路;
-对流段,其导致燃料在工艺炉内燃烧的过程中产生燃烧烟道气,其中存在至少一种用于选择性还原氮氧化物的催化剂,所述催化剂优选用载体设备保持在所述对流段内;
-热空气/基于氨的产品的混合器,通过所述至少一个空气预热回路向其提供热空气;和
-与所述混合器连接的注射器,其能够将所述热空气和基于氨的产品的混合物注入所述燃烧烟道气的管道中,优选在催化剂上游(直接在催化剂上游或催化剂的更上游)注入。
根据本发明,“进料设备”是指使得可以向工艺炉(也称作炉)提供燃料和预热空气的任何管道工程、管道、阀、节气闸的***。
根据本发明,向炉提供预热空气的设备可包括1、2、3或更多个预热回路。因此,取决于所用装置,提供给至少一个热空气/基于氨的产品的混合器(也称作混合器)的热空气可取自1、2、3或更多个空气预热回路。通过至少一个鼓风机向本发明的空气预热回路提供新鲜空气。这样,如前所述,节省了已知装置中将热空气输送至所述至少一个混合器所需的风机,也就是说,节省了能量、装置成本和空间。
因此,本发明还涉及如前所述的装置,其特征在于使用至少一个鼓风机向所述至少一个空气预热回路提供新鲜空气。
此外,根据本发明,至少一种催化剂存在于炉的对流段中。此催化剂的作用是加速含在燃烧烟道气中的NOx的选择性催化还原。此催化剂位于烟道气管道内,优选使用载体保持,优选占据管道的整个横截面,从而使得所有燃烧烟道气都通过该催化剂。
优选地,将催化剂放置在对流段中以便将空气预热器放在上游或下游,本领域技术人员能够调整此设置,以得到对选择性催化还原反应有利的燃烧烟道气温度。
此外,根据本发明,将烟道气从辐射段转移至对流段的烟道气管道可以在任何水平与炉连接,也就是说,可以在炉的辐射段的顶部、底部、中部或任何其它水平,或甚至在炉的辐射段的数个点特别借助数个烟道气管道连接,然后这些管道连接成一个或相同的管道,从而可以尽可能有效地取出烟道气。本领域技术人员能够根据其认为有利于取出烟道气的方式调整炉的结构,特别是烟道气管道的连接位置。
在本发明的一个特别装置中,借助单个空气预热回路向炉提供预热空气。在此实施方案中,供入所述至少一个混合器的热空气直接取自所述单个空气预热回路。
在本发明的另一特别装置中,借助两个空气预热回路向炉提供预热空气。在此实施方案中,供入所述至少一个热空气/氨混合器的热空气直接取自所述两个空气预热回路中的至少一个。在本发明的一个特别装置中,所述热空气取自所述两个空气预热回路的仅一个。在本发明的另一特别装置中,所述热空气取自所述两个空气预热回路。
根据本发明的一个优选实施方案,所述装置的特征在于所述至少一个空气预热回路通过对流段中的烟道气管道至少一次,优选至少两次。在该实施方案中,通过在烟道气对流段中预热回路第一通道的出口、或在对流段中预热回路第二通道的出口、或在对流段中预热回路的第一通道和第二通道的出口从至少一个空气预热回路中提取热空气而向所述至少一个热空气/氨混合器提供热空气。
在本发明中,“混合器”是指可将热空气与基于氨的产品均匀混合的任何装置。这种装置可由装置的静态件(特别是喷嘴、隔板)或装置的动态件(特别是螺旋桨、转子、桨叶)组成。本领域技术人员能够根据装置的大小和产生的烟道气的量调整所需的混合器的数。例如,小装置将仅包含1个混合器,而较大的装置将包含2、3、4或甚至更多个混合器,其中如前所述向各个混合器供给热空气。
类似地,在本发明装置中,热空气/氨混合物注射器的数也可以由本领域技术人员根据装置的大小和它使用的混合器的数而改变。
在一个特别实施方案中,注射器可以由能够将AAM均匀注入对流管道中的注入栅网构成。
优选地,注射器位于对流段中催化剂的上游。在位于注射器与催化剂之间的对流段部分中,本领域技术人员可以使水或空气预热回路或者任何其它能使传热流体循环的管道从中通过(或不从中通过)。在这种实施方案中,注入对流段中的AAM因此又可以参与预热。
在本发明的一个特别实施方案中,混合物由储存于不在所述装置上的储罐中的氨产生,并借助输送设备、特别是通过至少一个泵送入混合器中。
任选地,可以在氨到达混合器之前将其气化,以利于它与热空气的混合。
任选地,本发明装置还包括用于提取被冷却并被除去氮氧化物的燃烧烟道气的设备。这种提取设备可尤其由鼓风机组成,所述鼓风机位于对流段的最末端,可将烟道气排入通向大气的烟囱中。
也可以直接将对流段末端的烟道气送入烟囱中,在这种情况下,有利地,烟囱高于对流段。
根据本发明一个优选变化方案,本发明涉及一种装置,其中炉是能够将石化工艺流预热和/或加热和/或气化和/或过加热的石化工艺炉。
根据本发明其它变化方案,本发明涉及一种装置,其中炉是能够将烃进料重整的蒸汽重整炉。
在本发明与已知方法和装置相比表现出的优点中,可提到以下方面。
-由于取出的空气已被预热并借助供给空气预热回路的新鲜空气鼓风机加压,因此它可以在不提供补充能量的情况下直接加入混合器中,因此,本发明能够节省用于供应所述至少一个热空气/氨混合器的加热空气的***和向预热器提供新鲜空气的鼓风机***;这既节省了能量又节约了空间。
-使用从燃烧空气预热回路中取出的热空气避免了直接从烟道气的对流管道中取出热烟道气,后者可含二氧化硫,并因此污染和/或腐蚀混合器。
借助以示例的方式非限定性给出的、并使用图1至7阐述的本发明特别实施方案的详细描述,可更好地理解本发明:
-图1和图2表示现有技术的装置图;
-图3至7表示本发明的装置图。
没有指定炉中所用工艺的类型,它可以是重整工艺或石化工艺。如所有图1至7中所示,烟道气管道在辐射段中部与炉连接,它可以在任何水平上连接;本领域技术人员能够调整炉的结构。
图1描述了现有技术中所用的装置,其包括能够处理进料2和制备产物3的炉1,向炉1供给燃料5并经由空气预热回路7供给预热空气6,经由鼓风机9向空气预热回路7供给新鲜空气8。在这类装置中,辐射段或燃烧室4与对流段10连接,对流段10能够排出燃烧过程中在辐射段4中产生的燃烧烟道气11,所述燃烧烟道气11尤其包含氮氧化物。借助鼓风机9将新鲜空气8注入空气预热回路7中,空气预热回路7以交换器(空气预热器)24、26两次通过对流段10。因此,当新鲜空气8通过预热回路7时被加热,而在对流段10中循环的燃烧烟道气11被冷却。该装置还包括热空气13和氨14的混合器12。一方面,氨储存在与泵16相连的储罐15中,泵16向混合器12提供氨14。另一方面,热空气13来自再热器17,通过鼓风机18向再热器17供入新鲜空气8。所述混合器12与注射栅网19结合,栅网19能够在包含至少一种催化剂20的所述至少一个对流段10的水平将所述热空气13和氨14的混合物注入燃烧烟道气11中。在此实施方案中,注射栅网19被放置在催化剂20上游的对流段10中。最后,将被冷却并除去氮氧化物的燃烧烟道气任选地借助烟道气抽风机21排入通向大气的烟囱22中。
图2也描述了一种现有技术的装置,其在各方面与图1相同,不同之处在于供入混合器12中的热空气13由借助鼓风机23且在催化剂20之后从对流段10中取出的燃烧烟道气11代替。
图3描述了一种本发明的装置,其中附图标记与图1的相同,不同之处在于供入混合器12中的热空气13是经由管道25在第一空气预热器24的出口直接从空气预热回路7中取出的,所述管道25直接将所述预热回路7与所述混合器12连接。在该特别实施方案中,在第一空气预热器出口取出的空气的温度通常为100至400℃。
图4描述了一种本发明的装置,其中附图标记与图1的相同,不同之处在于供入混合器12中的热空气13是经由管道27在空气预热器26的出口直接从空气预热回路7中取出的,所述管道27将所述预热回路7与所述混合器12连接。在该特别实施方案中,在第二空气预热器出口取出的空气的温度通常为250至600℃。
图5描述了一种本发明的装置,其中附图标记与图1的相同,不同之处在于供入混合器12中的热空气13是在第一空气预热器24的出口以及第二空气预热器26的出口直接从空气预热回路7中取出的。
图6描述了一种本发明的装置,其与图4的装置相同,不同之处在于注射器19被放置在交换器28(通常称作对流管束)下游,交换器28的目的是将燃烧空气之外的流体预热和/或加热和/或气化和/或过加热,更具体而言,注射器19被放置在交换器28与催化剂20之间。
图7描述了一种与图4的装置相同的装置,不同之处在于注射器19被放置在交换器(对流管束)28的上游。
根据另一选择(未显示),当在辐射段中用于燃烧的燃烧空气未通过对流段预热时,本领域技术人员可省去用于NOx的选择性催化还原工艺的新鲜空气鼓风机18,并可使用鼓风机9将新鲜空气输送至辐射段(例如燃烧空气)和NOx的选择性催化还原工艺的混合器12。在这种情况下,优选在用于选择性催化还原的空气管道上使用预热器。
Claims (15)
1.在炉中处理进料的方法,至少包括:
-通过液体或气体燃料在空气存在下的燃烧而放热的步骤,所述空气被至少一个经过烟道气对流段一次或多次的空气预热回路预热,该步骤导致在烟道气中产生氮氧化物,所述烟道气被排入通过对流段的烟道气管道中,所述对流段位于所述炉的辐射段的下游;和
-将烟道气的所述氮氧化物选择性催化还原的步骤,包括在存在至少一种催化剂的对流段中注射热空气和氨的混合物,其特征在于所述混合物的热空气直接取自所述用于将预热空气供入炉中的至少一个空气预热回路。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于通过单个空气预热回路向炉提供预热空气,并且在氮氧化物的选择性催化还原步骤中所用的热空气直接取自所述单个空气预热回路。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于通过两个空气预热回路向炉提供预热空气,并且在氮氧化物的选择性催化还原步骤中所用的热空气直接取自所述两个空气预热回路中的至少一个。
4.如前述权利要求之一所述的方法,其特征在于在对流段中的所述至少一个空气预热回路的第一通道的出口、或在烟道气对流段中的所述至少一个空气预热回路的第二通道的出口、或在对流段中的所述至少一个空气预热回路的第一通道的出口以及第二通道的出口,将氮氧化物的选择性催化还原步骤中所用的热空气直接从空气预热回路中取出。
5.如前述权利要求任一项所述的方法,其特征在于热空气和氨的混合物的注射发生在对流段的、催化剂上游的至少一个位置,所述催化剂通过载体保持在燃烧烟道气管道中。
6.如前述权利要求任一项所述的方法,其特征在于使用至少一个鼓风机向所述至少一个空气预热回路提供新鲜空气。
7.如前述权利要求任一项所述的方法,其中对进料的处理是在石化工艺炉中对流体的预热和/或加热和/或气化和/或过加热处理。
8.如权利要求1至6任一项所述的方法,其中对进料的处理是在蒸汽重整炉中在蒸汽的存在下对烃进料的重整处理。
9.在工艺炉中处理进料的装置,其至少包括:
-能够处理进料的工艺炉,其包括供给燃料和预热空气的设备;
-向炉提供预热燃烧空气的、经过对流段一次或多次的空气预热回路;
-对流段,其导致燃料在工艺炉辐射段内燃烧的过程中产生烟道气,其中存在至少一种用于选择性还原氮氧化物的催化剂,所述催化剂优选用载体设备保持在所述管道内;
-热空气/氨混合器,通过所述至少一个空气预热回路向其提供热空气;和
-与所述混合器连接的注射器,其能够将所述热空气和氨的混合物注入所述对流段内的烟道气中,优选在催化剂上游注入。
10.如权利要求9所述的装置,其特征在于通过单个空气预热回路向所述工艺炉提供预热空气,并且向所述至少一个热空气/氨混合器提供的热空气直接取自该单个空气预热回路。
11.如权利要求9所述的装置,其特征在于通过两个空气预热回路向所述工艺炉提供预热空气,并且向所述至少一个热空气/氨混合器提供的热空气直接取自所述两个空气预热回路中的至少一个。
12.如权利要求9至11之一所述的装置,其特征在于通过在对流段中的预热回路的第一通道的出口、或在烟道气对流段中的预热回路的第二通道的出口、或在对流段中的预热回路的第一通道出口以及第二通道出口从空气预热回路中提取而向所述至少一个热空气/氨混合器提供热空气。
13.如权利要求9至12任一项所述的装置,其特征在于使用至少一个鼓风机向所述至少一个空气预热回路提供新鲜空气。
14.如权利要求9至13任一项所述的装置,其特征在于所述炉是能够将石化工艺流体预热和/或加热和/或气化和/或过加热的石化工艺炉。
15.如权利要求9至13任一项所述的装置,其中所述炉是能够将烃进料重整的蒸汽重整炉。
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
CN109482065A (zh) * | 2017-09-09 | 2019-03-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种乙烯裂解炉排放烟气的脱硝处理方法 |
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Families Citing this family (9)
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---|---|---|---|---|
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CN101940876B (zh) * | 2010-05-21 | 2012-06-27 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种烟气脱硝方法 |
DE102011013271A1 (de) | 2011-03-07 | 2012-09-13 | L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Verfahren und Anlage zur Reduktion von Stickoxidemissionen bei der Dampfreformierung |
CN103007751A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-04-03 | 江苏科行环境工程技术有限公司 | 一种利用预热空气实现烟气脱硝的工艺*** |
CN105536467B (zh) * | 2016-01-25 | 2017-12-12 | 华北电力大学(保定) | 一种光催化氧化结合双循环吸收的烟气净化装置及方法 |
CN105536466B (zh) * | 2016-01-25 | 2017-11-03 | 华北电力大学(保定) | 一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置及方法 |
IT201700059650A1 (it) * | 2017-05-31 | 2018-12-01 | Cimprogetti S R L | Forno da calce rigenerativo a flusso parallelo con un impianto per l'abbattimento degli ossidi di azoto e le loro miscele presenti nei fumi di uscita |
EP3560575A1 (de) * | 2018-04-25 | 2019-10-30 | Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH | Rauchgasentstickungsverfahren und zur durchführung des verfahrens geeignete rauchgasentstickungsanlage zur integration in ein rauchgas erzeugendes kraftwerk |
CN111992010B (zh) * | 2020-08-28 | 2022-07-05 | 长沙瑞庭科技有限公司 | 一种旋转混合净化式废气净化装置 |
Family Cites Families (15)
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---|---|---|---|---|
US3726239A (en) * | 1971-12-29 | 1973-04-10 | Combustion Eng | Method and apparatus useful in combustion gas purification |
JP2594301B2 (ja) * | 1988-01-19 | 1997-03-26 | バブコツク日立株式会社 | 脱硝装置を有する石炭焚きボイラ装置 |
US5009842A (en) * | 1990-06-08 | 1991-04-23 | Board Of Control Of Michigan Technological University | Method of making high strength articles from forged powder steel alloys |
US5401478A (en) * | 1993-08-03 | 1995-03-28 | Mobil Oil Corp. | Selective catalytic reduction of nitrogen oxides |
CA2141734C (en) * | 1995-01-25 | 2000-06-06 | Raj Narain Pandey | Selective catalytic reduction of nitrogen oxides |
US5603909A (en) * | 1995-08-03 | 1997-02-18 | The Babcock & Wilcox Company | Selective catalytic reduction reactor integrated with condensing heat exchanger for multiple pollutant capture/removal |
US6361754B1 (en) * | 1997-03-27 | 2002-03-26 | Clean Diesel Technologies, Inc. | Reducing no emissions from an engine by on-demand generation of ammonia for selective catalytic reduction |
JPH11171535A (ja) * | 1997-12-05 | 1999-06-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | アンモニア発生方法及び排ガス処理方法 |
AU2002228791A1 (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-11 | Fuel Tech. Inc. | Selective catalytic reduction of no, enabled by side stream urea decomposition |
US6749829B2 (en) * | 2002-07-23 | 2004-06-15 | Bp Corporation North America Inc. | Hydrogen to steam reforming of natural gas to synthesis gas |
US7273595B2 (en) * | 2004-12-30 | 2007-09-25 | Spokoyny Felix E | Method and apparatus for the production of gaseous ammonia from a urea solution |
US7588440B2 (en) * | 2005-04-13 | 2009-09-15 | Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. | Carrier air heating system for SCR |
US20070149394A1 (en) * | 2005-12-22 | 2007-06-28 | Foster Wheeler Energy Corporation | Catalyst, a method of using a catalyst, and an arrangement including a catalyst, for controlling NO and/or CO emissions from a combustion system without using external reagent |
SE531077C2 (sv) * | 2006-04-11 | 2008-12-09 | Aga Ab | Förfarande för värmning av metallmaterial |
SE530353C2 (sv) * | 2006-04-25 | 2008-05-13 | Aga Ab | DFI-brännare innefattande ett metallblock och två munstycken som sträcker sig ut från metallblocket |
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-
2010
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109482065A (zh) * | 2017-09-09 | 2019-03-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种乙烯裂解炉排放烟气的脱硝处理方法 |
CN109482065B (zh) * | 2017-09-09 | 2021-04-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种乙烯裂解炉排放烟气的脱硝处理方法 |
CN117571913A (zh) * | 2023-10-08 | 2024-02-20 | 华南理工大学 | 面向工业锅炉的实验级氨煤燃烧试验***及燃烧控制方法 |
CN117571913B (zh) * | 2023-10-08 | 2024-05-17 | 华南理工大学 | 面向工业锅炉的实验级氨煤燃烧试验***及燃烧控制方法 |
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