CN1788829A - 通过再生选择性催化还原反应自烟道气中移除材料的体系和方法 - Google Patents

通过再生选择性催化还原反应自烟道气中移除材料的体系和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供再生选择性催化还原反应(RSCR)体系和方法，借助于所述体系和方法通过将气体与一反应物混合然后将所述气体引入RSCR设备中进行处理来降低气体中的NOx含量，所述处理需要加热所述气体，使所述气体经历一个或一个以上催化反应，然后引导所述气体通过一个导热区，所述气体向所述区域提供供随同所述RSCR方法的连续循环使用的热量。

Description

通过再生选择性催化还原反应自烟道气中移除材料的体系和方法
技术领域
本发明是关于自烟道气中移除材料的体系和方法，且更特别是关于通过再生选择性催化还原反应(RSCR)进行烟道气脱氮(即从烟道气中移除氧化氮)的体系和方法。
背景技术
高温燃烧方法和其它类似技术在工业上发挥了非常重要的作用；但是该等方法令人遗憾的副作用是产生和向大气中释放包含于排出烟道气中的污染物。在这些污染物中最显著的是氮氧化物(在下文中称为“NOx”)，EPA将它归类为污染物，而且它的排放与烟雾和所谓的酸雨有关。因此，在工业中的共同目标是使所排出的烟道气中诸如NOx的污染物量降低到可接受水平。
多年来，减少NOx排放的常用技术是调节燃烧方法本身，例如通过烟道气再循环。但是鉴于这些技术一般产生的结果很差(即NOx脱除效率为50％或更小)，最近更关注各种烟道气脱氮方法(即用于在烟道气释放入大气中之前从烟道气中脱除氮的方法)。
烟道气脱氮方法分为利用吸收技术的所谓“湿式”方法和依赖于吸附技术、催化分解和/或催化还原反应的“干式”方法。现在，一个广泛实施的脱氮方法是选择性催化还原反应(SCR)，它是一种“干式”脱氮方法，借助于该方法引入的反应物(例如NH3)引起NOx的还原反应，使NOx又转变为无害的反应产物，例如氮气和水。SCR方法中的还原过程由以下化学反应代表：
由于在SCR中所涉及的技术，在决定进行SCR方法所用的设备的物理位置时具有一定的灵活性。换句话说，SCR方法的化学反应不需要在整个燃烧体系的一个特定场所或位置发生。两个最普通的摆放位置是在整个体系的中间(即在“热侧”上)，或在整个体系的所谓“尾端”(即在“冷侧”上)。
令人遗憾的是，在关于热侧和冷测SCR安装的工业装配中都遇到了重大的问题。例如，热侧SCR方法与燃木燃烧器结合使用时并不是最优的。这是因为存在于木头中的灰烬含有碱金属，该碱金属会由于SCR方法中气体单向流动而对催化剂造成损害。冷侧SCR方法避免了这个缺点，但是由于其依赖于间接换热器而受到热效率低的困扰。
因此，需要一种选择性催化还原反应方法，它能很容易地实施于现有工业操作中，而且从烟道气中有效移除NOx同时达到高热效率，并把显著安装和/或与操作相关的费用降低至最小程度。
发明内容
本发明通过提供经由再生选择性催化还原反应(RSCR)从烟道气中移除材料的体系和方法来满足这个以及其它需要。这些体系和方法有利地实现了高移除效率，而它们既不需要耗费成本的设计变更来实现，也不会在进行时遇到不可接受的低热效率。
本发明的RSCR方法围绕一个RSCR设备，其可以位于产生污染物(如NOx)的较大规模设备的“热侧”或“冷侧”(即尾端)。该RSCR设备包含复数个腔室，各腔室一般含有一个或一个以上导热区和一个或一个以上催化剂区。该RSCR设备也包含空余空间区(例如顶部空间区)，在该区域中气体在导热区和催化剂区来回流动。
各个导热区的目的是为进入气体提供热量并从离去气体中提取热量。催化剂区的目的是引发催化还原反应，借助于这个反应含NOx气体中的NOx被转化成无害成分。
该RSCR方法需要复数个或大量处理循环，在各个循环中将含NOx的气体引入该设备中进行处理来脱除NOx并释放到大气中。在引入该处理设备之前，将待处理的气体与至少一种在该气体中不存在的反应物(例如氨)混合。
通过将被污染的气体引入RSCR设备中来开始每个循环。为了保证气体的温度对于发生催化作用来说足够高，通过一个导热区将热量传导给该气体。根据本发明的每个循环，该导热区将被预先加热或具有残余热量并且会将它的至少一部份热量传导给该气体。
被加热的气体向前进入与导热区位于相同腔室中的催化剂区，并且接着发生催化作用。接着该气体离开该腔室并进入另一个腔室，在这个腔室中气体改变流动方向。优选的是，在气体到达这另一个腔室之前由一个或一个以上发热装置(例如一个或一个以上燃烧器)进行加热。在那里，气体经历进一步的催化作用然后遇到另一个导热区，该气体由于具有比该导热区更高的温度而放出热量。在这个导热区中的残余热量又可以向根据本发明RSCR方法的第二个循环被引入该设备中进行处理的另一含NOx气体提供热量。
因此，该RSCR方法的每个循环不仅去除NOx气体，而且还提供热量以促进该方法中后续循环的执行。这使得该RSCR方法能够以进行的方式继续。
和与传统的选择性催化还原反应(SCR)相比，本发明的RSCR方法具有若干重要的优点。例如，该方法的每个循环需要气体通过催化剂进行多方向的流动。因此，本发明允许必须依赖于间接加热设备来实现适当热传导水平的传统“冷侧”SCR方法中不曾有过的热传导以及热回收水平，而这些必须依赖于间接加热设备以实现适当的热传导水平。另外，尽管被处理的气体通过多个催化剂区向不同的方向移动，但是根据本发明的RSCR方法，氨漏失水平并不是非常高。这是非常出乎意料的。虽然不希望受理论限制，但本发明者认为没有过量氨漏失的至少部分原因在于催化剂上吸收的氨没有所预料的那样有效脱附。
本发明的各种其它方面和实施例在下文中进行讨论。
附图说明
为了更充分的理解本发明的性质和所期望的目的，参考以下具体说明内容，该等说明内容与附图相结合，其中同样的参考符号表示在图示中所显示的若干视图中相对应的部件，且其中：
图1是在本发明的一个示例性实施例的RSCR方法第一个循环过程中，再生选择性催化还原反应(RSCR)设备的示意图；
图2是在本发明的一个示例性实施例的RSCR方法第二个循环过程中图1设备的示意图；
图3是在本发明的一个示例性实施例的RSCR方法第三个循环过程中图1和图2设备的示意图。
具体实施方式
图1-3描绘一个再生选择性催化还原反应(RSCR)设备10。该RSCR设备10位于向环境中输出空气传播物质(例如烟道气)的其它工业设备(未图示)中。该工业设备的实例包含(但不限于)高温燃烧设备和发电机设备。设备10在该工业设备中的特定位置可以变化；然而根据本发明目前优选的实施例，该RSCR设备位于该工业设备的所谓“尾端”(即“冷侧”)。RSCR设备的其它例示性位置包含(但不限于)所谓的“热侧”位置，例如“热侧、低灰尘”位置。
该RSCR设备10包含复数个腔室(也称为罐、箱、单元或节)20，含有污染物(例如含NOx)的气体在该等腔室中流入和流出以进行加热或者散热，并进行下文将详细描述的催化还原反应。RSCR设备10中腔室20的数目可以变化，具体数目是基于若干几种因素，这些因素包含(但不限于)：RSCR设备10的尺寸、其中安置有RSCR设备的设备尺寸、含污染物气体中的污染物浓度、催化剂的选择和/或反应物的选择。
根据本发明的一个例示性实施例，腔室20的数目可在二至九范围内，包括上下限。腔室20的数目目前优选小于或等于七。目前最优选并描述于图1-3中的是，该RSCR设备包含三个腔室20：一个第一腔室20A、一个第二腔室20B及一个第三腔室20C。
各腔室20可包含一个或一个以上导热区30和/或一个或一个以上催化剂区40。一般但不必需的是该RSCR设备10中导热区30的总数等于该设备中催化剂区40的总数。在一个RSCR设备10中导热区30的总数不等于该设备中催化剂区40的总数的实施例中，目前优选的是导热区的总数大于催化剂区的总数。
每个腔室20也包含空余空间区，包含一个或一个以上顶部空间区50，该顶部空间区被定义为气体可在其中自由地从一个腔室流动到另一个腔室的区域。如图1-3所描述的实施例中展示，第一腔室20A包含一个第一顶部空间区50A、第二腔室20B包含一个第二顶部空间区50B，且第三腔室20C包含一个第三顶部空间区50C。也可以有其他空余空间区，诸如在任何一个或所有导热区30的上方和/或下方，以及任何一个或所有催化剂区40的上方和/或下方。
根据本发明的一个目前优选实施例，该顶部空间区50中没有导热区30和催化剂区40。然而，一个或一个以上的其他装置和设备可位于一个或一个以上顶部空间区50中。例如且在图1-3中所示，一个或一个以上发热装置60可位于一个或一个以上顶部空间区50中。该发热装置60可以是所属技术领域中已知的任何一种，例如一个或一个以上燃烧器。
目前优选的是将一个或一个以上燃烧器60安置于顶部空间区50中，尤其在反应物为氨的本发明实施例中。这是因为这个安排使氨发生不当氧化而形成其它含NOx气体的风险降低至最小程度。
位于顶部空间区50中的燃烧器60的数目可根据若干因素进行变化(例如改变进入或离开腔室20的气体的温度的需要/程度)；然而，顶部空间区50中燃烧器60的总数一般将小于或等于腔室的总数。应注意除了顶部空间区50之外或代替顶部空间区50在RSCR设备10中的其它区域还可存在一个或一个以上燃烧器60，该等其它区域包含(但不限于)导热区30与催化剂区40之间的区域，或导热区下方的区域。
所述导热区30发挥两个功能中之一个，具体功能依赖于RSCR方法正在发生的特定循环/阶段与所述导热区所在的特定腔室20两者。例如且将在下文中描述，相同的导热区30可以向进入气体提供/传导热量，或者可以从离去气体中提取/传导热量。
根据本发明的目前优选实施例且如图1-3所示，每个腔室20包含一个导热区30，以使得第一腔室20A包含一个第一导热区30A、第二腔室20B包含一个第二导热区30B且第三腔室20C包含一个第三导热区30C。
所述导热区30应由一种或一种以上的具有高热容量、能够有效吸收和释放热量、而且允许气体在其中流动的材料构成，换句话说，每个导热区30应由具有以下特性的一种或一种以上的材料构成(a)如果流经导热区的气体温度高于导热区那么可以从该气体接受热量，而且(b)如果导热区的温度高于流经导热区的气体温度那么可以向该气体提供热量。
可用于制造导热区30的例示性材料包含(但不限于)陶瓷介质，例如二氧化硅、氧化铝或其混合物，目前优选的材料是高二氧化硅构造介质。应注意某些或所有导热区30可以、但并不必要由相同的材料构成，也就是说某些但不是所有导热区可以由相同的材料组合制造，或者每个导热区可以由不同的材料组合制造。
任何或所有导热区30可以具有大体上均一的温度(例如导热区的入口、出口和中间区域具有大体上相同的温度)或不均一的温度(例如其中导热区的入口、出口和/或中间区域的一个或一个以上具有不同的温度)。在导热区30具有不均一温度的实施例中，目前优选的是导热区的入口(即气体进入的地方)温度高于导热区的出口(即气体排出的地方)温度。
所述RSCR设备10也包含一个或一个以上催化剂区40，所述催化剂区如所述一个或一个以上导热区30一样，位于一个或一个以上腔室20中。催化剂区40的目的是降低还原反应发生所需要的温度。这导致还原方法需要的能量更少，并且又使得所述RSCR方法更佳经济。
当该气体进入(例如流经)各催化剂区40时发生催化还原反应，借助于该反应含NOx气体中的NOx根据以下例示性反应被转化成无害成分，其中要注意的是也可能替代这些反应或在此以外发生其它反应：
也可以在该催化过程中发生某些副反应，例如：
4NH3+3O2→4NO+6H2O。
催化剂区40的数目可变化；然而，根据本发明的目前优选实施例且如图1-3中所示，每个腔室20包含一个催化剂区40，以使得第一腔室20A包含一个第一催化剂区40A、第二腔室20B包含一个第二催化剂区40B，且第三腔室20C包含一个第三催化剂区40C。
催化剂区40可由多种材料制造而且可以采取多种形状和构型。应注意所述催化剂区40可以但不需要由相同材料构成，也就是说某些、但不是所有的催化剂区可以由相同的材料组合制造，或者每个催化剂区可由不同的材料组合制造。
根据本发明的目前优选实施例，每个催化剂区40由陶瓷材料制造且具有蜂窝状或板状。陶瓷材料一般是一个或一个以上载体材料(例如氧化钛)与活性组分(例如钒和/或钨的氧化物)的混合物。
一般来说，催化剂区40的形状选择将影响它们的结构/成形的其它方面。例如，当催化剂区40为蜂窝状时，一个非限制性实例为具有均匀并入整个结构了或涂布在基板上的催化剂的挤压陶瓷来形成催化剂区。当催化剂区40呈平板几何结构时，一般以催化剂材料涂布支撑材料。
催化剂区40也可为一个或一个以上床/层的形状，而床的数目一般在二至四个，包括上下限。
催化剂区40相对于导热区30的置放也可进行变化。根据本发明的一个目前优选实施例且如图1-3中所示，将RSCR设备10设计成进入腔室20的含NOx气体首先遇到一个预定导热区30，并且在流经那个导热区之后遇到位于与该导热区相同的腔室中的催化剂区40。
应注意尽管图1-3描绘的第一、第二和第三导热区30A、30B和30C大体上互相平行排列且进一步描绘的第一第二和第三催化剂区40A、40B和40C大体上也互相平行排列，而且尽管这两种布置可以出现任一种或同时出现，但它们都不是本发明的要求。换句话说，并不要求导热区30互相对齐，也不要求催化剂区40互相对齐。
所述RSCR设备10使再生选择性催化还原反应(RSCR)能够发生，如图1-3所示，其中图1描绘该方法的第一循环，图2描绘第二循环，而且图3描绘第三循环。组成一个完整RSCR方法的循环数目可根据本发明进行变化，对特定组成一个循环的内容定义也可以根据本发明变化。
RSCR方法的一个循环一般定义为预定量/体积的含NOx气体进入设备10、在其中进行选择性催化还原反应并从该设备中排出所花费的时间。可预先确定循环的数目，而且如果这样的话循环数目可以为数十个循环至数千个循环。同样，由于设备10的设计，RSCR方法大体上可以不断进行的/连续的，因此不存在循环的固定数目。
在开始RSCR方法的第一循环之前，应当将含NOx气体首先遇到的导热区30预热至一个预定温度。这个预定温度经过选择使含NOx气体通过该经预热的导热区时温度范围将允许所述含NOx气体在遇到相同一腔室20中的催化剂区时进行催化反应。换句话说，如果含NOx气体将首先遇到第一导热区30A，那么应当将该第一导热区预热至一个温度，该气体凭借该温度在通过第一导热区时具有允许该气体在到达第一催化剂区40A时发生催化还原反应的温度。
为了使催化反应在催化剂区40中发生，而且根据本发明的一个例示性实施例，含NOx气体在进入催化剂区时应在约600°F至约800°F的范围内。因此，应将该气体会首先接触的导热区30加热至约600°F至约800°F范围内的预定温度下，其中目前优选的温度是约625°F。
将该气体会首先接触的导热区30(即所指定的导热区)预热的各种技术对于所属领域技术人员是已知的。一个非限制性实例为，可通过启动一个、一些或所有燃烧器60来提升所述设备10中的周围空气温度。或者可将天然气引导至设备10中来被一个、一些或所有燃烧器60加热。可以将一个或一个以上温度计(未图示)或其它温度评估装置放在指定的导热区30中或与该导热区相连来确定经加热之空气/气体是否已经成功地将所指定的导热区30的温度提升到阈值温度。
应将预定量的一种或一种以上反应物与流向设备10的含NOx气体进行混合以形成混合的气体与反应物。反应物的选择可以变化，其前提条件是特定反应物允许所要的催化反应在催化剂区30发生。
一般来说，在引入混合的气体与反应物之前，先将不含有反应物的预定量气体引入设备10中，其中不含有反应物的气体量和/或将所述非混合气体引入设备10中所持续的时间可以变化。
根据本发明的一个目前优选实施例，将一种反应物添加/引入至含NOx气体中，而且该反应物是氨(即NH3)。其它适合的反应物包含(但不限于)甲烷和丙烷。
被添加到含NOx气体中的反应物量/浓度可根据若干因素进行变化，例如进入设备10之前该气体中NOx的预期浓度。根据本发明的一个例示性RSCR方法，引入含NOx气体中的氨浓度是在每百万份约每100份(ppm)至约300ppm的范围内，而目前优选的浓度是200ppm。
可如一般在所属技术领域中所知，将反应物与含NOx气体混合或者与该气体接触置放。非限制性实例为，可将复数个混合元件、例如静态混合器(未图示)设置于反应物源(未图示)和气体源(未图示)附近。在操作过程中，所述混合元件如一般在所属技术领域中所知使来自气体源的含NOx气体与来自反应物源的反应物混合在一起，并使该气体与反应物经适当混合后具有大体上均一的温度和浓度。
刚混合之后，所混合的气体与反应物温度一般在约200°F至约400°F的范围内，目前优选的温度是在约300°F至约350°F的范围内，且目前最优选的温度是325°F。此时所混合的气体与反应物浓度一般在约540ppm至约270ppm的范围内，目前优选的浓度在约416ppm至约360ppm的范围内。
所要前往的导热区30被预热至适当的温度、而且所述反应物已与所述含NOx气体混合后，可将所混合的气体与反应物引入RSCR设备中开始RSCR方法的第一循环。
RSCR方法的第一循环(图1)
如图1所示，且根据本发明RSCR方法的第一循环，经由一根管道或其它类似输送媒介70A将所述含NOx的混合气体与反应物引入设备10的第一腔室20A中。所混合的气体与反应物在通过过第一气门/阀门80A之后进入第一腔室20A。
应注意根据RSCR方法的第一循环，不需要把含NOx的混合气体与反应物引入第一腔室20A中，也就是说可以把经混合的气体与反应物引入第二腔室20B或第三腔室20C中。然而，无论是哪个腔室20首先容纳该混合的气体与反应物，那个腔室中的导热区30应当已经如上所述经过预热。
一般来说且如图1-3中所描述，有一个或一个以上管道70与RSCR设备的每个腔室20相连。在进入腔室20之前，任何或(目前优选)全部这些管道通过一个阀门/气门80。因此，所述第一腔室20A与第一管道70A、第二管道70B和第三管道70C相连，它们分别通过第一气门80A、第二气门80B和第三气门80C。所述第二腔室20B与第四管道70D、第五管道70E和第六管道70F相连，它们分别通过第四气门80D、第五气门80E和第六气门80F。而且所述第三腔室20C与第七管道70G、第八管道70H和第九管道70I相连，它们分别通过第七气门80G、第八气门80H和第九气门80I。
根据本发明阀门/气门80的总数可以变化。例如，虽然各管线/管道70在图1-3中展示具有一个气门80，但是根据本发明每个管道有可能具有一个以上的气门，和/或某些管道没有气门。
适于与本发明结合使用的气门包含(但不限于)那些由BachmannIndustries Inc(Auburn，Maine)出售以及那些由Effox Inc.(Cincinnati，Ohio)出售的气门。适合于与本发明结合使用的阀门包含(但不限于)回转阀，诸如由Eisenmann Corp.(Crystal Lake，Illinois)出售的VRTO回转阀。
在进入第一腔室20A时，所混合的气体与反应物沿第一方向流动，所述第一方向如图1中所示为向上流动。然而应了解所述第一方向也可以反过来是向下流动。气体流动的方向由一个或一个以上气体运动影响装置90A(例如一个或一个以上风扇)的存在以及由开启哪些不同气门/阀门80来共同决定或影响。
例如，为了确保含NOx的混合气体与反应物在被引入第一腔室20A中时沿所要的第一方向(例如向上)流动，除了第五气门80E之外关闭所有气门80。因此，如果开动(即打开)气体运动影响装置90A，那么设备10中的气体将经由最直接的途径被引向开启的气门80E，所述途径基于开启的气门80E的位置将使气体沿第一方向(即向上)流经第一腔室20A进入第一顶部空间50A、进入第二顶部空间50B，然后沿相反的第二方向(即向下)进入第二腔室20B中，然后经由第五管道70E流出第二腔室。
再针对RSCR方法的第一循环(如图1所描述)，在将含NOx的混合气体与反应物引入所述设备10的第一腔室20A之后，该气体遇到第一导热区30A，而该导热区如上文所属已被预热至高于该混合气体与反应物温度的温度。当含NOx的混合气体与反应物通过第一导热区30A时，来自第一导热区的热量传导至所述混合的气体与反应物，从而升高了所述混合气体与反应物的温度。
一般来说，在气体刚遇到第一导热区30A之前，该导热区的温度在约600°F至约800°F的范围内，目前优选的温度是在约610°F至约650°F的范围内，而且目前最优选的温度是625°F；而在热量刚从第一导热区传导至流经其间的气体之后，该导热区的温度在约550°F至约750°F的范围内，目前优选的温度在约575°F至约600°F的范围内，而且目前最优选的温度是约580°F。
所述气体在遇到第一导热区30时的温度一般在约200°F至约400°F的范围内，目前优选的温度在约300°F至约350°F的范围内，而且目前最优选的温度是325°F；而所述气体在离开已将热量传导至该气体的第一导热区时的温度一般在约600°F至约800°F的范围内，目前优选的温度在约600°F至约640°F的范围内，而且目前最优选的温度是约610°F。
在所混合的气体与反应物通过或经过第一导热区30A之后，其沿相同方向(即在图1所示实施例中为向上流动)前进(流动)至第一催化剂区40A。由于在第一导热区30A处提升了所混合的气体与反应物温度，所以能够在第一催化剂区40A发生催化反应。该等例示性反应展示如下，其中应注意也可能替代所列反应或在此以外发生其它反应。所发生的反应有效地使将含NOx的混合气体与反应物中的NOx完全或至少部分转化为无害组成气体：
。
在这个催化过程中也可能发生某些副反应，如：
4NH3+3O2→4NO+6H2O。
在离开第一催化剂区40A时，所述处理过的气体进入第一顶部空间区50A，流入第二顶部空间区50B中然后进入第二腔室20B。一旦在第二腔室20B中，该气体沿相对于第一腔室20A中的流动方向相反的方向流动。根据本发明第一循环的目前优选实施例，在第一腔室20A中的流动方向为向上流动而在第二腔室20B中的流动方向为向下流动。然而，应注意在本发明的第一循环过程中在第一腔室20A和第二腔室20B中气体可沿任何方向流动。
在第二腔室20B中，流动气体首先遇到第二催化剂区40B然后遇到第二导热区30B。如上所述，并且为了确保该气体采用这条特定路线，目前优选的是打开至少一个气门/阀门而且启动气体运动影响装置90A。在第一循环的情况中，打开的气门应该是一个与一条管道(例如第五管道70E)相连的气门(例如第五气门80E)，而且该管道又与第二腔室20B相连。这就确保了会经由最直接的途径/路线将该气体由第一腔室20A引向第二腔室20B。
根据本发明第一循环的一个可选择但目前优选的实施例，在第一顶部空间区50A、第二顶部空间区50B的一个或一个以上或两者之间放置至少一个燃烧器60。该至少一个燃烧器60的存在使气体被再加热至适于该气体在第二催化剂区40B中进行进一步催化反应的温度。同样，可启动任何或所有的所述至少一个燃烧器60向该设备、且尤其是一个或一个以上导热区30提供额外热量。
根据本发明的例示性实施例，该气体在遇到燃烧器60时的温度一般在约500°F至约800°F的范围内，目前优选的温度是约580°F；而当气体遇到该燃烧器60时该燃烧器的温度一般在约900°F至约1600°F的范围内，目前优选的温度为约1000°F。在到达第二催化剂区40B时，所述经燃烧器加热的气体温度一般在约620°F至约820°F的范围内，目前优选的温度是约625°F。
该气体到达第二催化剂区40B后经历额外的催化反应，导致从气体中更进一步脱除NOx。根据为促进本发明所执行的实验，我们已经观察到尽管存在足够高的氨(NH3)浓度以保证该气体能够在第一和第二催化剂区40A、40B中进行连续催化反应，但是氨漏失水平并没有过高。这是极其有利而且十分出乎意料的。
在第二催化剂区40B中进行催化反应之后，该气体前进至第二导热区30B。当所述气体到达第二导热区30B时，第二导热区的温度将小于该气体温度。因此，当该气体穿过第二导热区30B时，热量从该气体传导至第二导热区来升高该第二导热区的温度。
一般来说，所述气体在刚遇到第二导热区30B之前，该导热区的温度在约550°F至约750°F的范围内，目前优选的温度在约570°F至约600°F的范围内，而且目前最优选的温度是约580°F；而在流经第二导热区的气体将热量传导至第二导热区之后，该第二导热区的温度一般在约600°F至约800°F的范围内，目前优选的温度在约610°F至约650°F的范围内，而且目前最优选的温度是约625°F。
所述气体在遇到第二导热区30B时的温度一般在约620°F至约820°F的范围内，目前优选的温度在约625°F至约650°F的范围内，而且目前最优选的温度是约625°F；当当所述气体在已将热量传导至第二导热区之后离开第二导热区时，该气体的温度一般在约215°F至约415°F的范围内，目前优选的温度在约315°F至约365°F的范围内，而且目前最优选的温度为约340°F。
在流经第二导热区30B之后，由于第五气门80E打开而且气体运动影响装置90A被启动(即接通)，因此气体流入第五管道70E中。接着该气体流经第五管道70E，穿过第五气门80E并且最后经由一个排放区100(例如烟道)释放到大气中。
因为经过处理的气体已将热量传导至第二导热区30B，所以该气体的温度应相似于或近似等于它最初进入设备10用于处理时的温度。这是有利的，因为这使得RSCR体系中损失极少或不损失能量。
此外，因为经处理的气体不会出现与其进入设备时的温度相比升高的温度，所以排放区100不需要由特殊材料构成。在某些“尾端”SCR体系中，气体以相对较高的温度出现，从而使排放区需要由能承受较高温度气体的特殊材料制造。与之相反，根据本发明，不需要对现有排放区100的设计或者构成它们的材料进行修改。
RSCR方法的第二循环(图2)
RSCR方法的第一循环完成之后开始第二循环，通过该第二循环另外的含NOx气体进入RSCR设备10以供处理。对第一循环完成后第二循环开始的时间没有设定；然而，目前优选在第一循环完成后约三分钟内开始第二循环。这是因为如果在第一循环完成与第二循环开始之间的时间接近，那么该方法可以利用在第一循环完成后残存在第二导热区30B中的余热的益处。
该第二循环的目的与第一循环相同，即从进入设备10的气体中去除污染物(例如NOx)。在第二循环开始前，使反应物(例如NH3)与所述气体混合。所述混合方法、设备和条件与所述方法第一循环之前操作的情况大体上相同。
但是不同于该第一循环，在准备所述方法第二循环中不需要预热该设备10的任何导热区30。这是因为来自第一循环的被处理气体在离开所述设备10之前刚刚通过所述第二导热区30B，该第二导热区30B将具有被处理气体所保留的余热。因此，且根据本发明的第二循环，经由第四管道70D将所混合的气体与反应物供应至该设备的第二腔室20B中，以使得该混合的气体与反应物首先遇到被余热加热的第二导热区30B。
如图2所示且根据本发明RSCR方法的第二循环，将含有NOx的混合气体与反应物经由管道或者其它类似输送媒介70D引入该设备10的第二腔室20B中。混合的气体与反应物在通过一个气门/阀门80D后进入所述第二腔室20B。
在进入所述第二腔室20B时该混合的气体与反应物如图2所示沿向上流的第一方向流动。但是，应理解所述第一方向可以是反过来向下流动。该气体的流动方向由一个或一个以上气体运动影响装置90A(例如一个或一个以上风扇)的存在与打开哪些不同气门/阀门80来共同决定或影响。
例如，为了保证含有NOx的混合气体与反应物在引入第二腔室20B时沿所希望的第一方向(例如向上)流动，除第八气门80H以外关闭所有气门80。因此，如果开动气体运动影响装置90A(即打开)，那么在所述设备10中的气体将经由最直接的途径被引向气门80H，该途径基于开放气门80H的位置会导致所述气体沿第一方向(即向上)流过所述第二腔室20B，进入所述第二顶部空间区50B，进入所述第二顶部空间区50C，然后沿相反的第二方向(即向下)进入所述第三腔室20C中，然后经由第八管道70H流出所述第三腔室。
仍然关于该RSCR方法的第二循环(如图2所述)，在将含有NOx的混合气体与反应物引入所述设备10的第二腔室20后，该气体遇到第二导热区30B，其如上所述已经保留了来自第一循环的余热以使得所述第二导热区具有高于混合气体与反应物温度的温度。当所述含NOx的混合气体与反应物经过所述第二导热区30B时，热量从第二导热区传导至混合的气体与反应物中，从而升高了混合气体与反应物的温度。
一般来说，第二导热区30B在与所述气体接触之前的温度在约600°F至约800°F的范围内，目前优选的温度是约610°F至约650°F且目前最优选的温度是约625°F，而在热量从第二导热区传导至流经其中的气体后该第二导热区的温度一般在约550°F至约775°F的范围内，目前优选的温度是约575°F至约600°F且目前最优选的温度是约580°F。
所述气体在与第二导热区30B接触后的温度一般在约200°F至约400°F的范围内，目前优选的温度是约300°F至约350°F且目前最优选的温度是约325°F，而所述气体在离开已经将热量传导至所述气体的第二导热区时的温度一般在约600°F至约800°F的范围内，目前优选的温度是约600°F至约640°F且目前最优选的温度是约610°F。
在所述混合的气体与反应物通过或经过所述第二导热区30B之后，其沿相同方向(即在图2描述的实施例中是向上流动)继续前进(流动)至第二催化剂区40B。由于混合气体与反应物的温度已经在第二导热区30B中升高，所以催化反应能够在第二催化剂区40B发生。以下展示例示性的该等反应，其中应注意可替代所列反应或在此以外发生其它反应。发生的该等反应有效地使混合的含NOx气体与反应物中的NOx全部或至少部分转化为无害组成气体：
在催化期间也会发生特定副反应，诸如：
在离开所述第二催化剂区40B之后，处理过的气体进入第二顶部空间区50B，流入第三顶部空间区50C中，然后进入第三腔室20C。进入该第三腔室20C后，该气体沿相对于该第一腔室20B中的流动方向相反的方向流动。根据本发明第二循环的目前优选实施例，在第二腔室20B中流动的方向是向上而在第三腔室20C中流动的方向是向下。但是，应注意在第二循环过程中该气体可在第二腔室20B和第三腔室20C中沿任何方向流动。
根据本发明第二循环的可选择但目前优选的实施例，将至少一个燃烧器60放置在第二顶部空间区50B、第三顶部空间区50C的一个或一个以上区域内或其间。至少一个燃烧器60的存在使该气体被再加热至适于该气体在第三催化剂区40C经历进一步催化反应的温度下。
根据本发明的例示性实施例，遇到燃烧器60后所述气体的温度在约500°F至约800°F的范围内、目前优选的温度是约580°F，而该燃烧器60在气体接触时的温度一般在约900°F至约1600°F的范围内、目前优选的温度是约1000°F。在到达所述第三催化剂区40C时，经燃烧器加热的气体温度一般在约620°F至约820°F的范围内、目前优选的温度是约625°F。
在第三腔室20C中，流动气体首先遇到第三催化剂区40C然后遇到第三导热区30C。在第二循环过程中到达第三催化剂区40C时，该气体经历额外催化反应，导致从该气体中又进一步脱除NOx。根据为促进本发明而进行的实验，已经观察到根据本发明的RSCR方法，尽管在该气体中存在足够高浓度的氨(NH3)以保证该气体可在第二和第三催化剂区40B、40C经历连续的催化反应，但氨漏失水平并没有过高。这是非常有利而且十分出乎意料的。
在第三催化剂区40C经历催化反应后，该气体前进至第三导热区30C。当该气体到达该第三导热区30C时，第三导热区的温度将低于该气体温度。因此，当该气体通过该第三导热区30C时，热量从该气体传导至第三导热区以升高第三导热区的温度。
一般来说，第三导热区30C刚好在与气体接触之前的温度在约550°F至约750°F的范围内，目前优选的温度是约570°F至约600°F且目前最优选的温度是约580°F，而刚好在流经其中的气体将热量传导至其中后该第三导热区的温度一般在约600°F至约800°F的范围内，目前优选的温度是约610°F至约650°F且目前最优选的温度是约625°F。
所述气体遇到第三导热区30C时的温度在约620°F至约820°F的范围内，目前优选的温度是约625°F至约650°F且目前最优选的温度是约625°F，而所述气体在将热量传导至该第三导热区后离开第三导热区时的温度一般在约215°F至约415°F的范围内，目前优选的温度是约315°F至约365°F且目前最优选的温度是约340°F。
在通过所述第三导热区30C后，由于第八气门80H敞开而且气体运动影响装置90A开动(即打开)，所述气体流入第八管道70H中。该气体随后流经第八管道70H，通过第八气门80H并最终通过一个排放区100(例如烟道)释放到大气中。
因为处理过的气体已经将热量传导至所述第三导热区30C中，所以该气体的温度将相似于或近似等于它在起初进入所述设备10进行处理时的温度。这对于上文关于第一循环所描述的原因来说是有利的。
RSCR方法的第三循环(图3)
所述RSCR方法的第二循环完成以后开始第三循环，通过该循环另外的含NOx气体进入RSCR设备以供处理。对第二循环完成后第三循环开始的时间没有设定；但是目前优选的是在第二循环完成约3分钟之内开始第三循环。这是因为如果第二循环完成与第三循环开始的时间接近，那么该方法可以利用在第二循环完成后残留在第三导热区30C中的余热的益处。
第三循环的目的与第一和第二循环相同，即从进入所述设备10的气体中去除污染物(例如NOx)。与在第一和第二循环中时一样，在第三循环开始前使反应物(例如NH3)与含NOx气体混合。同样，用于第三循环的混合方法、设备和条件与在该方法的第一和第二循环前操作的情况大体上相同。
但是，类似于第二循环而不同于第一循环，在准备该方法第三循环中不需要预热该设备的任何导热区30。这是因为来自第二循环的被处理气体在离开所述设备10之前刚刚通过所述第三导热区30C，该第三导热区30C将具有被处理气体所保留的余热。结果且根据本发明的第三循环，混合的气体与反应物经由第七管道70G供应到该设备的第三腔室20C以使得该混合的气体与反应物首先遇到该经余热加热的第三导热区30C。
一般来说，第三循环进行方式与第一和第二循环相同，但涉及不同的腔室。具体来说，在第三循环过程中该第三腔室的功能正如第一循环中的第一腔室和第二循环中的第二腔室一样，而在第三循环过程中，第一腔室的功能正如第一循环中的第二腔室和第二循环中的第三腔室一样。
如图3所示且根据本发明RSCR方法的第三循环，将所述含NOx的混合气体与反应物经由一根管道或其它类似输送媒介70G引入所述设备10的第三腔室20C中。该混合的气体与反应物在通过一个气门/阀门80G后进入第三腔室20C。
在进入所述第三腔室20C时，所述混合的气体与反应物沿第一方向流动，其如图3所示为向上流动。但是应了解，该第一方向可换为向下流动。所述气体的流动方向由一个或一个以上气体运动影响装置90A(例如一个或一个以上风扇)与打开哪些不同气门/阀门80共同来决定和影响。
例如，为了保证含NOx的混合气体与反应物在被引入第三腔室20C时沿所希望的第一方向(例如向上)流动，除第二气门80B以外关闭所有气门80。因此，如果开动(即打开)气体运动影响装置90A，那么在设备10中的气体将经由最直接的途径被引向打开的气门80B，该途径基于打开的气门80B的位置将使该气体沿第一方向(即向上)流经所述第三腔室20C进入并通过第三顶部空间区50C，进入并通过第二顶部空间区50B，以及进入并通过第一顶部空间区50A。该气体随后沿相反的第二方向(即向下)流入第一腔室20A中然后经由第二管道70B流出第一腔室。
仍然关于该RSCR方法的第三循环(如图3所述)，在将含NOx的混合气体与反应物引入设备10的第三腔室20C后，该气体遇到第三导热区30C，其如上所述已经保留了来自第二循环的余热以使得所述第三导热区具有比所述混合的气体与反应物温度更高的温度。当该含NOx的混合气体与反应物通过第三导热区30C时，热量从第三导热区传导至所述混合的气体与反应物，从而升高该混合的气体与反应物的温度。
一般来说，在气体遇到所述第三导热区30C之前，该第三导热区的温度在约600°F至约800°F的范围内，目前优选的温度是约610°F至约650°F且目前最优选的温度是约625°F，而在热量由该第三导热区传导至流经其中的气体后，该第三导热区的温度一般在约550°F至约775°F的范围内，目前优选的温度是约575°F至约600°F而且目前最优选的温度是约580°F。
所述气体在遇到第三导热区30C时的温度一般在约200°F至约400°F的范围内，目前优选的温度是约300°F至约350°F，而且目前最优选的温度是约325°F，而该气体在离开已经将热量传导至该气体的第三导热区时的温度一般在约600°F至约800°F的范围内，目前优选的温度是约600°F至约640°F而且目前最优选的温度是约610°F。
在该混合的气体与反应物通过或经过所述第三导热区30C后，其沿相同方向(即在图3描述的实施例中为向上流动)前进(流动)至第三催化剂区40C。因为该混合的气体与反应物的温度已经在第三导热区30C内被提升，所以催化反应能够在第三催化剂区40C发生。例示性的此等反应展示如下，其中应注意可替代列出之反应或在此以外发生其它反应。发生的该等反应有效地使所混合的含NOx气体与反应物中的NOx全部或至少部分转化为无害的组成气体：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
在催化过程中也可以发生某些副反应，例如：
在离开所述第三催化剂区40C时，该处理过的气体进入第三顶部空间区50C，流入第二顶部空间区50B中，然后流入第一顶部空间区50A中并接着进入第一腔室20A。在第一腔室20A内时，该气体沿相对于第三腔室20C中的流动方向相反的方向流动。根据本发明第三循环的目前优选实施例，在第三腔室20C中的流动方向是向上流而在第一腔室20A中的流动方向是向下流。但是应注意，在第三循环过程中该气体在第三腔室20C和第一腔室20A中可以沿任何方向流动。
根据本发明的可选择但目前优选的实施例，将至少一个燃烧器60放置在第三顶部空间区50C、第二顶部空间区50B、第一顶部空间区50A中的一个或一个以上区域内或区域间。所述至少一个燃烧器60的存在使所述气体再加热至适于该气体在第一催化剂区40A经历进一步催化反应的温度下。
如图3所示，在第三顶部空间区50C与第二顶部空间区50B之间放置一个燃烧器60，并且在第二顶部空间区与第一顶部空间区50A之间放置另一个燃烧器60。如上所述，在第一顶部空间区50A与第二顶部空间区50B之间放置的燃烧器60负责在第一循环过程中在该气体进入第二催化剂区40B前对其进行加热，而在第二顶部空间区与第三顶部空间区50C之间放置的燃烧器60负责在第二循环过程中在该气体进入第三催化剂区40C前对其加热。
根据第三循环，目前优选的是在该气体离开第三催化剂区40C与进入第一腔室20A以供进一步处理之间加热该气体。但是，目前优选的不是以图3所示的所有燃烧器60加热该气体。因此，根据本发明RSCR方法的第三循环的目前优选实施例，离开第三腔室20C的气体仅由位于第二顶部空间区50B与第一顶部空间区50A之间的燃烧器60加热，从而保证该气体在遇到第一催化剂区40A之前最可能保留合适的热量。
应注意，根据本发明RSCR方法的第三循环，也有可能用所有两个燃烧器60或单独借助于位于第三顶部空间区50C与第二顶部空间区50B之间的燃烧器来加热所述离开第三腔室20C的气体。然而，这两种方法都不是目前优选的，因为用这两个燃烧器加热该气体会引起该气体在遇到第一催化剂区40A时具有不希望的高温，还因为仅用位于第三顶部空间区50C与第二顶部空间区50B之间的燃烧器加热该气体会使该气体在遇到第一催化剂区40A时具有不希望的低温。选择性启用和停用燃烧器60的能力一般在所属技术领域中是已知的，而且可以(例如)通过电脑控制来达到。
根据本发明的一个例示性实施例，该气体在遇到放置在第二顶部空间区50B与第一顶部空间区50A之间的燃烧器时的温度在约500°F至约800°F的范围内，目前优选的温度是约580°F，而放置在第二顶部空间区50B与第一顶部空间区50A之间的燃烧器60在气体遇到它时的温度一般在约900°F至约1600°F的范围内，目前优选的温度是约1000°F。在到达第一催化剂区40B时，该经燃烧器加热的气体温度一般在约620°F至约820°F的范围内，目前优选的温度是约625°F。
根据本发明第三循环的一个例示性实施例，所述气体在遇到位于第二顶部空间区50B与第一顶部空间区50A之间的燃烧器60时，该气体的温度一般在约500°F至约800°F的范围内，目前优选的温度是约580°F；而在所述气体遇到位于第二顶部空间区50B与第一顶部空间区50A之间的燃烧器60时，该燃烧器60的温度一般在约900°F至约1600°F的范围内，目前优选的温度是1000°F。在到达第一催化剂区40C时，该经燃烧器加热的气体温度一般在约620°F至约820°F的范围内，目前优选的温度是约625°F。
在第一腔室20A中，流动气体首先遇到第一催化剂区40A，然后遇到第一导热区30A。在第三循环过程中的第一催化剂区40A处，该气体经历另外的催化反应，其又导致进一步从该气体中去除NOx根据为促进本发明所进行的实验，已经观察到根据本发明的RSCR方法，尽管在该气体中存在足够高浓度的氨(NH3)以确保该气体可在第三和第一催化剂区40C、40A经历连续的催化反应，但是氨漏失水平并不过高。这是极为有利而且十分出乎意料的。
在第一催化剂区40A经历催化反应后，该气体前进至第一导热区30A。当该气体到达第一导热区30A时，第一导热区的温度将低于该气体的温度。因此，当该气体通过该第一导热区时，热量从该气体传导至第一导热区30A来提升第一导热区的温度。
一般来说，在气体遇到第一导热区30A之前，该第一导热区的温度是在约600°F至约800°F的范围内，目前优选的温度是约610°F至约650°F而且目前最优选的温度是约625°F；而在热量已从该第一导热区传导至流过其中的气体后，该第一导热区的温度一般在约550°F至约775°F的范围内，目前优选的温度是约575°F至约600°F而且目前最优选的温度是约580°F。
所述气体在遇到第一导热区30A时的温度一般在约200°F至约400°F的范围内，目前优选的温度是约300°F至约350°F而且目前最优选的温度是约325°F，而在热量被传导至该气体后离开第一导热区的气体温度一般在约600°F至约800°F的范围内，目前优选的温度是约600°F至约640°F而且目前最优选的温度是约610°F。
在流过第一导热区30A后，由于第二气门80B打开和气体运动影响装置90A的启动(即打开)，该气体流入第二管道70B中。然后该气体流经第二管道70B，通过第二气门80B且最终通过一个排放区100(例如烟道)释放到大气中。
因为被处理过的气体已经将热量传导至第一导热区30A，所以该气体的温度将相似于或近似等于它在最初进入设备10进行处理时的温度。这对于上述关于第一循环的原因而言是有利的。
后续循环
如果存在RSCR方法的后续循环，那么可以仿效第一、第二和第三循环来构筑它们。因为在第三循环完成后在第一导热区30A中存在余热，第四循环如果要发生就会与第一循环一样进行，除了第一腔室在第一循环开始前被预热，而它在第四循环开始前就有余热。
同样，因为在RSCR方法的第四循环完成后在第二导热区30B将存在余热，所以第五循环如果要发生就将与第二循环一样进行，该第五循环将气体引入第二腔室20B中以接触被预热过的第二导热区。而且因为在RSCR方法的第五循环完成后第三导热区30C中将存在余热，第六循环如果要发生就将与第三循环一样进行，该第六循环将气体引入第三腔室20C中以接触被预热过的第一导热区。
另外，如果要进行的话，第七、第十、第十三等等循环将与第一和第四循环一样，而第八、第十一、第十四等等循环将与第二和第五循环一样，而第九、第十二、第十五等等循环将与第三和第六循环一样。因此，可根据具有复数个或多个循环的RSCR方法连续操作/利用该设备10。
清除残留反应物
视情况而定，但根据本发明的目前优选实施例，图1-3的RSCR方法经历周期性清除，其中将从设备10去除残留反应物(例如NH3)。进行该清除的原因是为了防止或至少最小化通过排出区100排入大气中的反应物量。
因为RSCR方法的每个循环一般涉及的腔室20比所述设备10中包括的腔室少，所以该清除循环一般是定时的，以使得一个或一个以上腔室没有用于该RSCR方法时把所述腔室进行清除。例如，第一循环(和如果加以操作的第四循环、第七循环、第十循环等)涉及第一腔室20A和第二腔室20B。因此在第一循环期间，打开一个气门80(例如第九气门80I)并启动气体运动影响装置90B(例如一个风扇)以便从在第三腔室20C中清除该腔室中的反应物。
根据本发明的目前优选实施例，气体运动影响装置90B的启动是定时的以便在第一循环期间它不会干扰该气体的所需途径。例如，如果当该气体从第一顶部空间区50A移动到第二顶部空间区50B时打开第九气门80I，那么该气体可能不会沿着所需途径进入第二腔室20B中。因此目前优选的是在该气体已经进入第二腔室20B后才启动气体运动影响装置90B。
可以经由所属领域一般技术人员已知的技术和设备控制在清除循环中涉及的设备定时和操作，包括(但不限于)电脑控制。
类似于所述第一循环的清除循环，对第二循环和第三循环的清除循环集中于从那些循环中未使用的腔室20中去除反应物。例如，第二循环(和如果加以进行的第五循环、第八循环、第十一循环等)涉及第二腔室20B和第三腔室20C。因此在第二循环期间，打开一个气门80(例如第三气门80C)并启动气体运动影响装置90B(例如一个风扇)以便在从第一腔室20A中清除该腔室中的反应物。相似地，第三循环(和如果加以进行的第六循环、第九循环、第十二循环等)主要涉及第三腔室20C和第一腔室20A。因此在第三循环过程中，打开一个气门80(例如第六气门80)并启动气体运动影响装置90B(例如一个风扇)以便从第二腔室20B中清除该腔室中的反应物。
同样，类似于第一循环的清除循环，对RSCR方法的第二和第三循环的清除循环进行定时以使得它们不会干扰气体的所需途径/路线。因此，对第二循环的清除循环，目前优选的是仅在该气体进入第三腔室20C后启动气体运动影响装置90B，而且对于第三循环的清除循环，目前优选的是仅在该气体进入第一腔室20A后启动气体运动影响装置90B。
根据本发明的可选择但目前优选的实施例，将从设备10清除的残留反应物用于RSCR方法的一个或多个后续循环。如图1-3所示，经由一根管道70(即在第一循环中的管道70I、第二循环中的管道70C和第三循环中的管道70F)从该设备中去除被清除的反应物，然后把该反应物馈入到反应物供应源(未显图示)中从而可以把它添加到用于RSCR方法未来循环的反应物供应中。所述实施例是目前优选的，尤其在其中该反应物是氨的情形下。这是因为这个实施例不仅允许去除氨(如果遗留在设备10中会增加氨漏失的可能性)，还因为它通过使处理过程中需要的总体氨变少成为可能而节省成本。
根据本发明的一个可选择实施例而且在RSCR方法的任何或所有循环过程中，可将一种或一种以上的反应物替代该设备上游供应的反应物或在此以外直接引入该RSCR设备10的一个腔室20中。如果这种情况发生，那么目前优选在导热区30与催化剂区40之间的位置引入所述一种或一种以上反应物。所属领域一般技术人员已知的多种技术和设备适于在该位置引入所述一种或一种以上反应物，所述技术包括(但不限于)经由一个栅格引入反应物。
根据本发明的另一个备选实施例，一个或一个以上的催化剂区40可包括多个层/床，以使得所述催化剂区可充当两步催化剂来让除(或替代)NOx之外的有害污染物发生还原反应。根据该实施例并且以非限制性实例的方式，一个或一个以上所述催化剂区40可包括一层或一床至少一种氧化反应催化剂来引起一氧化碳和/或所谓挥发性有机化合物(VOCs)的还原反应。一种例示性氧化反应催化剂是贵金属氧化催化剂。
本发明的RSCR方法相比于传统的选择性催化还原反应(SCR)方法享有若干重要的优点。例如，我们已经观察到根据本发明每循环高至90％的NOx还原率。这表现出比传统SCR方法一般认为是高还原率的75％还原率还要高的显著改进。
相对于传统SCR方法，本发明享有的另一个优点产生于这样的事实：本发明RSCR方法的每个循环需要含NOx气体在RSCR设备的一个腔室20中沿第一方向流动，然后在不同的腔室中沿大体上相反的方向流动。这样，本发明的RSCR方法产生传统SCR方法从未有过的热传导和热回收水平，所述传统SCR方法要求单向气流并因此必须依赖于附加设备(诸如管式平板、换热器或其它间接加热设备)来实现合适的热传导水平。所述外加设备由于占用空间和要求使用能量而为该方法增加大量费用。
另外，该RSCR设备10的设计没有产生所属领域一般技术人员所预期的问题。例如，当用氨作为添加到含NOx气体中的反应物时，尽管具有移除高浓度NOx的能力，但未观察到过高水平的氨漏失。即使根据本发明的RSCR方法所述与氨混合的含NOx气体沿不同方向运动通过多个催化剂区，情况也是这样。
本发明非常出乎意料和重要的益处是能够确保高水平的NOx还原而未遭遇过高水平的氨漏失。虽然不希望受理论限制，但是本发明者认为本发明的RSCR方法没有出现过高水平氨漏失的至少部分原因是由于氨是在催化剂上游添加的，意即该反应物(例如氨)是在所述含NOx气体进入RSCR设备10之前加入该气体中的。
尽管本文参考目前优选实施例的具体内容描述了本发明，但是不希望把所述具体内容认为是限制本发明的范畴，除了包括在上述权利要求书的范畴并仅限这个程度，换句话说，本发明的先前说明内容仅仅是说明性的，并且应当了解可以不脱离上述权利要求书提出的本发明范畴和精髓进行变更和修正。另外，本文提到的任何文献全部以引用的形式并入本文中，在本文提到的文献中引用的任何其它文献也是如此。

Claims (21)

1.一种再生性选择性催化方法，其包含以下步骤：
(a)使预定浓度的至少一种反应物与预定量的含污染物气体混合以形成混合气体；
(b)将所述混合气体引入处理设备中；和
(c)在所述处理设备中处理所述混合气体以降低所述混合气体中污染物的浓度，其中所述处理设备包括复数个导热区和复数个催化剂区，而且其中所述处理需要：
(i)使所述混合气体从所述复数个导热区的至少一个第一导热区接受热量并且给所述复数个导热区的至少一个第二导热区提供热量；
(ii)使所述混合气体接触至少所述复数个催化剂区的第一催化剂区和所述复数个催化剂区的第二催化剂区而且其中所述混合气体在至少所述复数个催化剂区的第一催化剂区和所述复数个催化剂区的第二催化剂区中的每一者经历催化还原反应；和
(iii)使所述混合气体在所述处理过程中在所述设备中沿至少第一方向和第二方向流动，所述第一方向不同于所述第二方向。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述混合气体沿所述第一方向从所述复数个导热区的所述第一导热区流向所述复数个催化剂区的所述第一催化剂区并且沿所述第二方向从所述复数个导热区的所述第二导热区流向所述复数个催化剂区的所述第二催化剂区。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述设备包括复数个腔室，而且其中所述复数个导热区的所述第一导热区和所述复数个催化剂区的所述第一催化剂区都位于所述复数个腔室的一第一腔室中，而且其中所述复数个导热区的所述第二导热区和所述复数个催化剂区的所述第二催化剂区都位于所述复数个腔室的一第二腔室中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述复数个导热区的所述第一导热区向所述混合气体提供热量而且所述复数个导热区的所述第二导热区从所述混合气体接受热量。
5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含下列步骤：
在步骤(b)之前将所述复数个导热区的所述第一导热区预热至预定温度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述预定温度是在约600°F至约800°F的范围内。
7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含下列步骤：
在步骤(c)完成后，使所述混合气体从所述设备中排出。
8.根据权利要求7所述的方法，其中通过启动气体运动影响装置来排出所述混合气体，所述装置与所述设备的所述复数个腔室中的至少一个腔室相连通。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述气体运动影响装置是一风扇。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述气体运动影响装置经由管道与所述至少一个腔室相连通。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述管道包括气门，而且其中当所述气体运动影响装置启动时所述气门打开。
12.根据权利要求1所述的方法，其还包含下列步骤：
在步骤(c)之后从所述设备中清除反应物。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理设备包括至少一个发热装置。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述至少一个发热装置具有一预定位置，由所述位置它可以在所述混合气体遇到所述复数个催化剂区的一个催化剂区以前向所述混合气体提供热量。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述至少一个发热装置是一燃烧器。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述至少一个发热装置在所述混合气体遇到它时的温度是在约900°F至约1600°F的范围内。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种反应物是氨。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述混合气体的温度在步骤(a)后是在约200°F至约400°F的范围内。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述混合气体的温度在步骤(a)后是在约300°F至约350°F的范围内。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述混合气体的温度在步骤(a)后是约325°F。
21.根据权利要求1所述的方法，其中所述含污染物的气体含有氮氧化物(NOx)。
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