CN116137823A - 废气处理*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于处理氨含量多至250ppm的废气的排气***，该***包括：废气入口；储氨材料，该储氨材料被布置成接收来自该废气入口的废气；氨氧化催化剂，该氨氧化催化剂布置在储氨材料选定部分的下游；加热设备，该加热设备用于在气体通过该储氨材料选定部分之前加热气体，以释放储存在其中的氨，从而在该氨氧化催化剂上进行处理，其中，该***被构造成使得该储氨材料选定部分随时间发生变化。本发明还涉及一种包括上述排气***的畜舍和一种处理含氨气体的方法。

Description

废气处理***
本发明涉及一种用于处理废气的***和方法，具体地，涉及处理包含相对低浓度的需要处理的氨的废气。该***特别适用于处理产生自畜舍的浓度较低并且浓度可变的氨排放物。
动物通常饲养在相对较小的空间中，诸如牲口棚、笼子或棚屋(通常称为“畜舍”)。此有限的空间可能导致舍饲牲畜的空间所包含的气体环境中不合期望地具有高浓度污染物。典型的污染物包括NH3、VOC、甲烷、H2S和生物气溶胶，诸如有机或无机颗粒，其可从饲料和粪肥颗粒中产生并可能含有细菌等。因此，牲口棚内的空气质量对于动物和工人的健康而言是需要考虑的问题。此外，向外排出的排放物可能引起问题并且可能受到排放限制。
例如，在家禽饲养中，要求家禽呼吸空气中的NH3应当限制在25ppm(在美国则需要遵守OSHA标准)。虽然这一要求不难达到，但也存在高达50ppm至200ppm的浓度的情况。通常而言，排放物并非恒定不变，而是随着动物的数量、年龄和活跃度而增加(根据VDI 4255指导方针第2部分)。
对于动物饲养而言，牲口棚/畜舍中的空气交换速率取决于外部温度。在夏季，交换速率可能较高，而在较冷的天气下，交换速率通常非常低，从而避免产生过大的风，因为这可能影响动物健康。较低的空气交换速率使动物/工人呼吸的空气中的污染物浓度更高。
因此，目前令人尤为关注的是降低牲口棚内的污染物浓度以及减少向外的排放物。使这些有机和无机空气污染物达到最小化的现有最先进技术依赖于具有相关的高投资成本的洗涤器和生物过滤器***。在操作中，由于使用相对大量的淡水，因此会产生大量的有机污染的灰水。
专利申请CN 11113567描述了一种吸附剂材料的旋转床，以便更好地使整个床达到饱和，而不浪费未使用的吸附剂。一旦吸附剂材料达到饱和，便将其移除并进行替换。
专利申请EP 2581127A1涉及一种空气净化方法，其中，通过紫外线辐射，优选地通过光致氧化反应分解污染物，优选地为VOC，以及可通过催化转化器氧化残余污染物。
专利申请EP 1930065涉及一种用于VOC气体的处理组件，该处理组件包括两个或以上的处理单元。
专利申请KR 20180035351涉及一种除氨装置和方法。
专利申请DE 202006002505涉及一种用于净化被VOC污染的废气体流的紧凑型***，其应用既适于低排放浓度又适于高排放浓度。
专利申请KR 20130052393涉及一种用于去除挥发性有机化合物的节能设备和使用该装置去除挥发性有机化合物的方法。
专利申请KR 20120082163涉及一种用于处理同时含有气味和污染物如挥发性有机化合物的废气的方法。
相应地，本文希望提供一种改进的用于处理此类废气的***和方法，和/或解决与现有技术相关的至少部分问题，或至少提供一种商业上可行的替代方案。具体地，本发明的目的在于直接在气相中实现氨的催化分解，以使空气再循环回到内部或排放到外部。
根据第一方面，提供了一种用于处理含氨量多至250ppm的废气的排气***，该***包括：
废气入口；
储氨材料，该储氨材料被布置成接收来自该废气入口的废气；
氨氧化催化剂，该氨氧化催化剂布置在该储氨材料选定部分的下游；和
加热设备，该加热设备用于在气体通过该储氨材料选定部分之前加热气体，以释放储存在其中的氨，从而在该氨氧化催化剂上进行处理，
其中，该***被构造成使得该储氨材料选定部分随时间发生变化。
现在将进一步描述本发明。在以下段落中，更详细地定义了本发明的不同方面。除非有明确相反的指示，否则如此定义的每个方面均可以与任何其它一个或多个方面进行组合。具体地，任何被指示为优选或有利的特征可与任何其它被指示为优选或有利的一个或多个特征组合。
以下讨论特别集中于来自禽舍(包括鸡舍)的氨处理，但应当理解，本发明同样适用于其它牲畜环境(诸如猪舍)和具有低浓度氨处理需求的其它情况。
本发明可实现在气相中对氨直接进行催化剂处理。具体地，本发明可实现直接在气相中以低浓度和低温进行氨处理，而不像在洗涤器或生物过滤器***中一样使用液相。低温催化气体处理***可仅用风扇和气体加热器的电力进行操作，并且除了消耗的吸附剂材料或催化剂之外不具有任何持续产生的副产物。
使用催化剂直接处理低温废气可能具有较低转化效率。在远高于环境温度的温度下，已知的催化剂可更有效地进行操作。如想使输入的能量高效加热废气，处理含有低浓度氨的大量废气是不合期望的。发明人发现，本文所述的***和方法克服了上述问题。具体地，待处理的氨的浓度可显著增加，使得加热的催化剂仅需要处理较少量的富含污染物的废气。
发明人发现，可以应用通常用于汽车排气领域的技术，诸如氨氧化催化剂和储氨床，以处理低浓度水平的废气。该***特别有利于处理以低温(诸如在环境温度下或其左右)和低浓度提供的(甚至低至10ppm)气体。因为可商购使用大规模生产的现有已知组分，所以本文中描述的***的生产成本可显著降低。
此外，该***可实现在催化剂上处理连续的氨气体流，而无需考虑所产生的水平如何自然变化。
本发明涉及一种用于处理含氨废气的排气***。废气为要排放或释放的气体。在本发明的上下文中，废气为累积含有氨气的气体，其需要经过处理以确保满足排放限制要求，或确保内部环境保持对于健康和安全考虑而言尚可的水平。在畜舍(例如，禽舍或猪舍)的情境下，废气为舍内部包含由动物产生的氨气的气体，其从舍内排出以在本文所描述的废气排放***中进行处理，以排放到外部或再循环回到舍内气体环境中。
该排气***用于处理含氨量多至250ppm的废气。优选地，该废气包含1ppm至50ppm的氨，优选地为5ppm至30ppm，并且最优选地为10ppm至25ppm的氨。即，优选地，该***用于处理包含上述量的氨的废气。如上所述，禽舍中的氨水平限制要求为不超过20ppm，因此从此类禽舍排出的气体的氨需小于20ppm，其需要经过处理。本文所述的设备和装置提供了处理此类低水平氨的有效方法。
显然，鉴于氨的天然来源，上述氨的ppm浓度将产生波动。上述浓度范围为废气排放***运行期间而不包括任何***启动或预热期间所需的平均浓度。
优选地，该***包括一个或多个风扇以助推动或助拉气体通过该***。此类风扇的构造将取决于待处理气体环境中所需的理想的空气交换速率。有利地，整个***可由单个风扇驱动。
该***包括废气入口。这将是用于提供废气(源气体)流的空气入口。该气体入口提供待处理的废气。废气取自含待处理氨的气体环境，诸如畜舍气体环境。废气可用风扇吸入到入口中，并且通常涉及如畜舍空气处理***内的常规空气吸入。
该废气入口将在源气体处于环境温度下时提供气体。在畜舍的情境下，这通常处于10℃至40℃之间。优选地，进入该***的废气处于环境温度下。优选地，废气处于5℃至60℃之间，优选地为5℃至50℃之间，更优选地为10℃至40℃之间，以及最优选地为20℃至30℃之间。可通过加热和/或冷却来控制舍内环境空气的温度。通常，对于某些动物来说，在冬季可不必提供加热。
该***包括储氨材料，该储氨材料被布置成接收来自该废气入口的废气。优选地，该储氨材料包括沸石或活性炭，诸如活性木炭。合适的储氨材料在汽车废气处理***领域中是熟知的。
沸石由重复的例如以环形彼此链接的SiO4、AlO4和四面体单元构成，以形成具有规则晶内腔体和分子尺寸通道的骨架。四面体单元(环成员)的具体排列产生沸石的骨架，并且按照惯例，国际沸石协会(IZA)为每个独特骨架分配了独特的三字母代码(例如，“CHA”)。沸石还可根据孔径进行分类，例如沸石骨架中存在的四面体原子的最大数量。如本文所定义，“小孔”分子筛诸如CHA含有八个四面体原子的最大环尺寸，而“中孔”分子筛例如MFI含有十个四面体原子的最大环尺寸；并且“大孔”分子筛诸如BEA含有十二个四面体原子的最大环尺寸。
最优选的用于储氨的沸石为小孔沸石。小孔沸石对氨更具针对性，因此当存在其它气态物质时可减少对储氨而言的竞争。优选地，小孔沸石具有选自由AEI、AFT、AFV、AFX、AVL、CHA、EMT、GME、KFI、LEV、LTN和SFW构成的组的骨架结构，其包括前述两种或更多种的混合物。特别优选地，沸石具有CHA或AEI型骨架结构。
沸石可以是H+-型，也可以负载金属(例如进行离子交换)。铜和/或铁负载是特别优选的。在使用负载金属的沸石的情况下，沸石可具有的负载金属处于1重量％至6重量％，优选地为3重量％至5.5重量％，以及最优选地为约4重量％。
这些吸附剂材料用于在正常流动条件下积聚待储存的材料，但加热时用于释放所储存的材料。以此，氨在以更浓缩的形式释放到气相中之前被浓缩在固体储存材料上。
优选地，储氨材料可设置在合适的基底上，诸如蜂窝体单块、波纹基底(诸如波纹玻璃纸或石英纤维片)或基板。或者，吸附剂材料(储存材料)本身可以单片形式或以粒状或珠粒的形式挤出。例如，吸附剂材料可包括吸附剂珠粒材料的填充床。吸附剂材料的性质将取决于***的反向压力要求。
最优选地，储氨材料包括一种或多种沸石或活性炭。优选地，吸附剂材料包含两种或更多种沸石的混合物。这些可以分区构造提供，其中不同的沸石在储存材料的不同区域中。
在一个实施方案中，储氨材料可具有适于储存挥发性有机化合物(VOC)的材料和/或适于储存甲烷的材料。VOC和/或甲烷的储存和处理使得畜舍的气味得到改善，也可排除任何相关的健康风险。
挥发性有机化合物和甲烷也可存在于畜舍环境中，从动物或其饲养环境(包括饲料和卧具)中释放。如ISO 16000-6中所引用，VOC由WHO定义为任何沸点处于(50℃至100℃)至(240℃至260℃)范围内的有机化合物，对应于在25℃下具有大于102kPa的饱和蒸气压。VOC包括醇、醛、胺、酯、醚、烃(多达约C10)、酮、含氮化合物、酚、吲哚及其它芳族化合物、萜烯和含硫化合物。上述在Banes-Vidal等人于Atmospheric Environment上发表的Characterisation of odour released during handling of swine slurry：PartI.Relationship between odorants and perceived odour concentrations(43(2009)2997-3005)中有所论述，以引用方式并入本文。
适于储存挥发性有机化合物(VOC)的材料可与储氨材料相同，或者可提供储存VOC性能对储氨而言更佳的另外的材料。例如，适于储存VOC的材料可为中孔或大孔沸石。因此，可提供(用于氨的)小孔沸石和(用于VOC的)中/大孔沸石的混合物(以混合、分区或分层的形式进行构造)。优选的大孔沸石的示例包括Y型沸石和β型沸石。在此类实施方案中，VOC将同时释放并用相同的氧化催化剂进行分解。这可能需要比单独处理氨更高的催化剂温度。
相应地，在优选的实施方案中，同时提供VOC储存材料和储氨材料，其中，储氨材料包括小孔沸石，并且其中VOC储存材料包括中孔或大孔沸石。优选地，储氨材料和VOC储存材料作为混合物、或在不同的区域、或在分层中提供。对于分区构造，一种材料将处于另外的材料的上游。
适于储存甲烷的材料可包括金属有机骨架材料。储氨材料可与甲烷储存材料和/或VOC储存材料一起提供。
上述***包括布置在储氨材料选定部分下游(即，储氨材料的接收加热气体以促进氨解吸的部分的下游)的氨氧化催化剂。已知用于氨氧化催化剂中的材料是众所周知的并且适于本文所述。该催化剂可包括一种或多种PGM，例如并可以具有分层或分区的构造。如需要单独的催化剂来处理来自处理氨所需的催化剂的VOC，和/或如需要单独的催化剂来处理来自处理氨所需的催化剂的甲烷，则分区和分层的实施方案(优选在单一基底上)可为优选。
因此，本发明的效果显著，因为本文所述的催化剂可用于将氨基本上转化为氮气(N2)和水(H2O)。相反，已知的如用于VOC氧化的基于使用臭氧的紫外氧化和光分解***会导致存在于废气体流中的所有氮的完全氧化，这会导致有害的氮氧化物(NOx)产生，而使用本***有利地避免了这一点。
相应优选地，排气***不包括光反应器、用于产生紫外光的装置或用于产生臭氧的装置。因此，优选地，方法不包括光分解或臭氧分解(即，供应臭氧用于物质的氧化)。
该***包括加热设备，该加热设备用于在气体通过该储氨材料选定部分之前加热气体，以释放储存在其中的氨，从而在该氨氧化催化剂上进行处理。下文所讨论的加热器具有多种具体构造，但主要考虑为加热器应提供热气体流以穿过储氨材料并释放聚积的氨。该加热器被配置为仅加热通过选定部分的气体，从而仅释放该部分中的氨。即，未通过储氨材料选定部分的废气不会被加热器加热，从而保持环境温度。这意味着在通过储氨材料的加热气体流中可以更高浓度释放显著量的氨。这使处理效率有所提升。
本发明的一大益处在于，在储氨材料中实现的可释放储存使得氨可进行浓缩。优选地，传递到催化剂的氨的浓度比初始废气至少高2倍，优选地为高至少5倍，更优选地为高至少10倍，以及进一步优选地为高至少20倍。在储存氨和VOC的实施方案中，这些物质也将同时得到释放。
优选地，储氨材料选定部分将为储氨材料的至多50％。然而，优选地，选定部分将为储氨材料的1％至15%，优选地为5％至10％。当储氨材料是如下所述的旋转吸附剂床时，选定部分将为从中心轴线延伸的区段部分。选定部分的尺寸决定了排放氨的储氨材料与填充部分的比例；优选地，该储氨材料的填充部分比排放部分多至少5倍。
优选地，上述加热设备被配置为在气体通过该储氨材料选定部分之前将气体加热至50℃至300℃，优选地为100℃至250℃，并且最优选地为150℃至200℃的温度。目标温度将取决于从下游储氨材料释放所储存的氨所需的热量。
上述加热器旨在仅加热上述选定部分，从而使剩余的储氨材料可继续从气体流中产生氨。经过加热的空气可从废气入口、如下所述的再循环空气导管或来自新鲜空气入口的新鲜空气中获得。引入新鲜空气是有利的，因为这避免了污染物与热源的接触。例如，如果使用电感应加热器，其可能在使用期间被气载污染物降解。
在加热设备的一个构造中，该加热设备位于废气入口和储氨材料之间。因此，最简单的构造将是提供布置成加热通过的气体流的电阻加热器线圈，其中线圈布置成仅加热传递到选定部分上的气体。如上所述，此类加热器可为电加热器或基于燃料进行燃烧。优选地，该加热器为燃气燃烧器，优选地为丙烷、天然气或沼气燃烧器。这些对于如畜舍之类的场所尤为有用，因为在这样的场所更有可能获得丙烷等的供应。在一个实施方案中，丙烷可与再循环自氨氧化催化剂下游的出口的气体一起作为用于燃烧的氧源予以供应。此类补燃物用于进一步净化被处理的气体。
在另一构造下，该加热设备可位于该储氨材料与该氨氧化催化剂之间，并且其中该***还包括用于使在该氨氧化催化剂上经过处理的至少一部分气体再循环至该储氨材料选定部分的上游的导管。即，该***可将从氨氧化催化剂中流出一些气体再循环至储氨材料选定部分上游的位置以提供加热的气体流。
或者，加热设备可为布置成从氨氧化催化剂下游的气体回收热量的热交换器。在这一实施方案中，从氨氧化催化剂流中流出的气体未经物理再循环，但它具有由热交换器回收的热量并用于加热流向储氨材料选定部分的一部分气体。通过使用此类热交换器，发明人发现，在储氨材料选定部分上游无需另外的加热器，从而优选地，在储氨材料选定部分上游不存在另外的加热器。然而，可为优选地，第二加热设备位于该储氨材料和该氨氧化催化剂之间并被配置为将通向该氨氧化催化剂的气体加热至200℃至300℃。
该***被构造成使得该储氨材料选定部分随时间发生变化。这意味着一部分储氨材料有氨排出，而剩余的(一个或多个另外部分)储氨材料有氨填充其中。由于选定部分随时间发生变化，因此每个部分将具有用于填充氨的第一时间段和用于排放氨的第二时间段。
当然，应理解，在操作期间会考虑将上述配置用于***，而在启动期间或在某些条件下，可能需要所有的储氨材料来储存氨(即，加热器不用于加热通向选定部分的气体)，从而使待处理的量是足够的。
可设想该***的各种构造，由此使储氨材料选定部分随时间发生变化。在每种情况下，相对于加热气体的供应源和相对于布置在储氨材料选定部分下游的氨氧化催化剂(两者必须一起移动，从而使加热气体从储存材料中解吸氨，然后经过催化剂处理)，选定部分需要进行移动。考虑到导送的复杂性和储氨材料(诸如吸附剂床)的简单性，通常最适合移动储氨材料。
特别优选的使得储氨材料选定部分随时间发生变化的布置是将储氨材料构造为旋转吸附剂床。即，优选地，该储氨材料设置在吸附剂床内，该吸附剂床布置成进行旋转，从而使得该储氨材料的不同部分在使用过程中各自依次与加热气体进行接触。
对于旋转吸附剂床，该床可优选地构造成以恒定速率连续旋转。或者，该床可构造成以预设的优选均匀的间歇逐步旋转(“旋转器圆筒”型构造)。连续旋转是优选的，因为这会避免氨释放和氧化过程中的任何步骤，并且因为这会减少***部件的磨损。在任一种旋转构造中，通常旋转速率将在每小时0.5转至4转的范围内，优选地为每小时约1转。合适的旋转速率将取决于废气中的氨水平和上述床的尺寸，并且可根据具体应用进行调整。主要考虑为转轮需要以足够慢的速率进行旋转，从而使其冷却，以在其被再次加热而释放氨之前有效地储存氨。实际上，转速可响应于废气中的氨水平而在运行中予以改变。例如，在夜晚，产生自畜舍的氨水平通常会下降，转轮可更慢地旋转，而在白天，该***例如可吸收太阳能，因此进行加速。如需要，加热器也可关闭一段时间，以使储存材料中的氨水平提高。
优选地，该***还包括一个或多个氨传感器，其位于剩余储氨材料的下游，即不位于选定部分的下游，以确定氨负载状态。这可用于控制转速，以确保储氨材料在变得过满之前进行排放。术语“氨传感器”指任何能够提供氨装载水平指示的传感器。优选的传感器为汽车NOx传感器，因其不甚昂贵并且不能区分NH3和NOx(即，其中在仅存在NH3的情况下，NOx传感器的输出会指示NH3水平)。此类传感器是本领域所熟知的。
对于旋转吸附剂床而言，优选的床尺寸所含的直径为10cm至600cm，优选地为100cm至450cm，更优选地为200cm至400cm，例如300cm。优选地，吸附剂床具有5cm至50cm，优选地为10cm至20cm的深度。如下所述，旋转床因此可具有较大的储氨容量。取决于许多因素如氨的量(较大的动物将产生较高的量)和所产生的背压(其本身将取决于多种因素，例如吸附剂深度、风扇尺寸)，转轮的尺寸可缩小或增大。转轮尺寸的主要因素为压降要求，其中较大的转轮尺寸可达到较低的压降要求，这意味着需要功率较小的驱动风扇，而相关的能源成本较低。2m至4m的转轮尺寸可达到低至2mbar或甚至1mbar的压降。
预期通过***的气体流速在100km3/h至300km3/h的范围内达到峰值，诸如约200km3/h，而在夏季比在冬季需要更高的流速。
从旋转吸附剂床可见，该床将具有在环境温度下接收来自如禽舍的环境空气的部分。该床的该部分将有效地进行储氨。接收加热气体的选定部分将处于如上所述的高温下，例如150℃。然而，刚刚旋转离开加热气体源的部分将需要时间来冷却到环境温度。在此期间，氨逃逸的风险增加。
优选地，该***包括用于利用环境空气供应源来冷却该储氨材料先前经过加热的部分的装置。环境空气可为例如来自畜舍的环境废气。在一些实施方案中，优选的环境空气为新鲜的环境空气。在特别优选的实施方案中，环境空气的供应源可与热交换器进行耦接，以使得在该***中利用在其它地方经过回收的热量。即，来自储氨材料先前经过加热的部分的热量可通过利用环境空气体流进行回收，环境空气体流随后被进一步加热，优选地，使用布置成从如本文所述的氨氧化催化剂下游的气体回收热量的热交换器，以便提供穿过储氨材料选定部分的加热气体(即，单独的气体流)。优选地，使用与气体通过储氨材料的正常方向相反的流来冷却储氨材料先前经过加热的部分。这意味着气体流避免了任何氨逃逸，因为任何氨会被送回到冷却储氨材料的上游以及被保留在环境温度下的储氨材料上或作为加热气体穿过选定部分(取决于构造)。
同样地，不久将成为选定部分的吸附剂床的一部分可被预热以达到温度。通过使残余加热气体流转向通过吸附剂床的这一部分或通过使用热交换器以使用该方法中其它地方的辅助热源进行预热有利于实现这一点。优选地，该***包括用于从该储氨材料先前经过加热的部分导送气体以预热该储氨材料的即将经过加热的部分的装置。离开储氨材料即将经过加热的部分的气体可以使氨逃逸，因此理想地，该气体随后被进一步加热(加热器或热交换器)并在选定部分的上游经过输送以提供所需加热气体流。经过发现，此类预热提供了在排气***内再循环热量以及提高总体效率的有效手段。例如，热量从储氨材料先前经过加热的部分再循环至即将经过加热的部分，然后，用于传递这一热量的气体连同在预加热即将经过处理的部分和氨逃逸之后的任何残余热量可经由布置成从氨氧化催化剂下游的气体回收热量的热交换器进行加热。如本文所述，随后加热气体通过储氨材料选定部分。
旋转吸附剂床可包括多个包含储氨材料的***件。这意味着可使用汽车工业中已知类型的合适的储氨材料，从而节省成本以及降低复杂性。在此类实施方案中，多个***件将可释放地保持在支撑骨架结构中，以便提供用于废气通过的储存材料，同时使绕过储存材料的任何气体达到最少。
优选地，该***还包括位于该废气入口和该储氨材料之间的一个或多个材料过滤器。即，该***包括过滤器，以对可能影响下游排气***性能的物质进行初筛。当处理来自禽舍的气体时，此类材料过滤器可用于去除夹带的羽毛、绒毛、稻草和灰尘等。
优选地，该***包括位于该储氨材料上游的H2S吸附剂材料和/或砷吸附剂材料。储氨材料或氨氧化催化剂中的硫或砷毒害将导致***性能下降，因此理想地，在***内的上游单独捕获此类物质。优选地，该***还包括用于该多个吸附剂床上游的其它污染物的一种或多种吸附剂材料，其中，该其它污染物选自SO2、SO3、Hg和Cl中的一者或多者。Hg和Cl分别指任何合适的含汞和含氯物质。理想地，此类污染物得以去除，以确保该一种或多种催化剂不被污染。
如上所述，将选择储氨材料以在环境温度下储存所接收废气中的氨。为了释放储存在储氨材料中的氨，通过储氨材料选定部分的气体的温度提高。用于刺激氨释放的合适温度可在如上所述约150℃的范围内。然而，这可能不是适于氨氧化催化剂发挥作用的最佳温度。相应地，该***还可包括位于该储氨材料和该氨氧化催化剂之间的第二加热设备，并且优选地，该第二加热设备被配置为将通向该氨氧化催化剂的气体加热至200℃至300℃。
这是特别有利的，因为氨氧化本身会放热。相应地，氨氧化催化剂冷却到低于最佳工作温度时可仅间歇地需要第二加热器来活化氨氧化催化剂。采用这种方法更高效，而不是简单地将通过储氨材料选定部分的所有气体加热至催化剂所需的温度，因为氨可在低得多的温度下进行释放。
本文所描述的过滤器、吸附剂床或催化剂中的一者或多者可包含铜。已知铜具有抗病毒作用。因此，***中存在与废气接触的铜可产生抗病毒作用，这可减少通过废气传播的病毒。例如，包含在储氨材料(或VOC储存材料，如存在的话)中的沸石可包含铜。此类铜可通过离子交换负载到沸石上。优选地，沸石的铜负载量为沸石的1重量％至6重量％范围内。
根据另一方面，提供了一种完整的***，该***包括废气排放***的待处理源和如本文所描述的排气***。根据另一方面，提供了包括如本文所述的废气排放***的畜舍。
根据另一方面，提供了一种处理含氨废气的方法，该方法包括：使含氨废气通过如本文所描述的废气排放***。
现在将结合以下非限制性附图来描述本发明，其中：
·图1为如本文所述的废气排放***的示意图。
·图2为如本文所述的吸附剂床转轮的示意图。
图1示出了设置有如本文所述的废气排放***的禽舍1。禽舍1提供废气5的来源，其通常含有约20ppm的氨。废气5被传送到材料过滤器10，以确保去除任何不期望的物理污染物，诸如家禽羽毛。然后，废气5进入H2S吸附剂15，以确保去除H2S并不会毒蚀该***的下游部件。
然后，废气5进入包含储氨材料的吸附剂转轮20。大部分废气5作为贫氨废气30直接从吸附剂转轮20排出至气体环境25中，其中氨储存在储氨材料上。贫氨废气30通常包含小于1ppm的氨并且优选地基本上不含氨。少量废气5通过加热器35，诸如丙烷燃烧器或电阻加热器线圈，以提供加热的废气40(约为150℃)。
经过加热的废气40穿过吸附剂转轮20的选定部分45。由于经过加热的废气40的作用，吸附在吸附剂转轮20上的氨得到解吸。这形成含有至少250ppm的氨和优选地至少1000ppm氨的富氨气体50。离开吸附剂转轮20选定部分45的富氨气体50被引导至另一加热器55，然后至氧化催化剂60，以在氨被释放至气体环境25之前将氨分解为氮和水，从而使氨的水平小于1ppm并且优选地基本上无氨。
释放到气体环境25中的气体反而可返回至禽舍1中。这使得在禽舍1中的环境温度低于外部环境温度时将热量保留在气体环境中，从而降低加热成本。
作为加热器35的替代或补充，热交换器65可用于提供经过加热的废气40。作为使用少量废气5来解吸氨的替代或补充，可使用新鲜气体源70，诸如新鲜空气。
气体再循环路线和一些替代方案或可选特征用虚线示出。
图2示出了吸附剂转轮20，特别示出了接收少量加热废气40的选定部分45。如进一步所示出，鉴于旋转方向(R)，还将存在冷却部分46，并且可存在预热部分47。
为了使氨逃逸达到最少，理想地，冷却部分46通过新鲜空气源70进行冷却，可选地以逆流方向流动。在通过冷却部分46之后，可使气体自由地通过选定部分45、预热部分47或剩余部分48。或者，考虑到能源效率，气体可被具体地引导至预热部分47。在通过预热部分47之后，可使用热交换器65进一步加热气体，然后将其导送至选定部分45的上游以提供用于解吸氨的热气体。这一气体流全部可利用合适的导送进行控制，并且在必要时用驱动风扇进行控制。
虽然本文已详细描述了本发明的优选实施方案，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明或所附权利要求书的范围的情况下，可以对本发明进行各种改变。

Claims (19)

1.一种用于处理氨含量多至250ppm的废气的排气***，所述***包括：
废气入口；
储氨材料，所述储氨材料被布置成接收来自所述废气入口的废气；
氨氧化催化剂，所述氨氧化催化剂布置在所述储氨材料选定部分的下游；和
加热设备，所述加热设备用于在气体通过所述储氨材料选定部分之前加热气体，以释放储存在其中的氨，从而在所述氨氧化催化剂上进行处理，
其中，所述***被构造成使得所述储氨材料选定部分随时间发生变化。
2.根据权利要求1所述的排气***，其中，所述废气包含1ppm至50ppm的氨，优选地为10ppm至25ppm的氨。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的排气***，其中，所述加热设备被配置为在气体通过所述储氨材料选定部分之前将气体加热至50℃至300℃，优选地为100℃至250℃，并且最优选地为150℃至200℃的温度。
4.根据任一前述权利要求所述的排气***，其中，所述***还包括位于所述废气入口和所述储氨材料之间的一个或多个材料过滤器。
5.根据任一前述权利要求所述的排气***，其中，所述***包括位于所述储氨材料上游的H2S吸附剂材料和/或As吸附剂材料。
6.根据任一前述权利要求所述的排气***，所述***包括用于利用环境空气供应源来冷却所述储氨材料先前经过加热的部分的装置。
7.根据任一前述权利要求所述的排气***，所述***包括用于从所述储氨材料先前经过加热的部分导送气体以预热所述储氨材料的即将经过加热的部分的装置。
8.根据任一前述权利要求所述的排气***，其中，所述储氨材料设置在吸附剂床内，所述吸附剂床布置成进行旋转，从而使得所述储氨材料的部分在使用过程中各自依次与加热气体进行接触。
9.根据权利要求8所述的排气***，其中，所述吸附剂床被配置为以恒定速率连续旋转。
10.根据权利要求8所述的排气***，其中，所述吸附剂床被配置为逐步旋转，优选地以均匀间歇进行旋转。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的排气***，其中，所述吸附剂床具有10cm至600cm、优选地为50cm至300cm、更优选地为100cm至200cm、最优选地为约150cm的直径。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的排气***，其中，所述吸附剂床具有5cm至50cm、优选地为5cm至30cm、更优选地为10cm至20cm的深度。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的排气***，其中，所述吸附剂床包括多个***件，所述***件包括所述储氨材料。
14.根据任一前述权利要求所述的排气***，其中，所述加热设备位于所述废气入口和所述储氨材料之间。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的排气***，其中，所述加热设备位于所述储氨材料与所述氨氧化催化剂之间，并且其中所述***还包括用于使来自所述氨氧化催化剂的至少一部分气体在所述储氨材料选定部分的上游进行再循环的导管。
16.根据权利要求1至13中任一项所述的排气***，其中，所述加热设备为布置成从所述氨氧化催化剂下游的气体回收热量的热交换器。
17.根据权利要求16所述的排气***，所述***还包括位于所述储氨材料和所述氨氧化催化剂之间的第二加热设备，并且优选地，所述第二加热设备被配置为将通向所述氨氧化催化剂的气体加热至200℃至300℃。
18.一种畜舍，所述畜舍包括根据任一前述权利要求所述的排气***。
19.一种处理含氨废气的方法，所述方法包括：使所述含氨废气通过根据权利要求1至17中任一项所述的排气***。
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