TWI529353B - 保護ｓｃｒ觸媒之系統和方法 - Google Patents

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史帝文 伊恩納奇萬
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Description

保護SCR觸媒之系統和方法
本發明一般係關於用於鍋爐、加熱器、窯爐、或其他產生煙道氣體、或其他產生燃燒氣體裝置(例如那些位於發電廠、加工廠等之裝置)的排放控制設備之領域，且特別地係關於一種預防SCR觸媒之阻塞(plugging)、堵塞(blockage)及/或污染的新穎又有用方法及設備。在另一具體實施例中，本發明之方法及設備係經設計以保護SCR觸媒免於在燃燒期間可能產生之大粒子灰分阻塞及/或堵塞。
NOx表示燃燒期間所產生之氧化一氮(NO)、二氧化氮(NO2)及微量之其他氧化氮類物質的累積排放。任何化石燃料之燃燒由於高溫及來自空氣和燃料二者之空氣和氮氣的可用性，因而產生某等級的NOx。NOx排放可利用低NOx燃燒技術及後燃燒技術來控制。此類後燃燒技術之一係為利用通常稱為選擇性催化反應器或簡稱為SCR之設備的選擇性催化還原作用。
全世界都是使用SCR來控制燃燒源的NOx排放。從1970年代後期此技術在日本已廣泛使用於公用鍋爐的NOx控制，德國係自1980年代，而美國是自1990年代。SCR系統的功能係使NOx與氨(NH3)及氧反應以生成氮氣及水。工業規模SCR已設計為原則上在500℉至900℉的溫度範圍內操作，但最常地係在550℉至750℉範圍。SCR典型地係經設計以便在最大值可允許之氨逸散下符合特定的NOx還原效率。氨逸散表示未反應之氨離開SCR的濃度，係以體積百萬分率表示。
關於用於工業及發電工業之NOx去除技術的額外詳細資訊可參考Steam: its generation and use,41st Edition,Kitto and Stultz,Eds.,Copyright 2005,The Babcock & Wilcox Company,Barberton,Ohio,U.S.A.,particularly Chapter 34-Nitrogen Oxides Control，其內文將併入本文中供參考。
EPA出版之Regulation(March 2005)允許增加裝配有SCR之公用鍋爐的部份。SCR通常係設計有約90%的最大值效率。此限度並非由相關於SCR可達成較高程度NOx破壞之容量的任何理論限度所設定。反而是為了防止過多數量的氨逸散所設定的實際限度。此問題將於下文中解說。
在SCR中，氨係根據下列化學計量反應式(a)至(c)與NOx反應：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O　(a)
12NO2+12NH3→12N2+18H2O+3O2　(b)
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O　(c)。
上述反應係利用適當觸媒催化。舉例之，適當之觸媒係揭示於頒予Chu等人的美國專利5,540,897號；5,567,394號；及5,585,081號；所有彼等專利將全部併入本文中供參考。觸媒調合物通常屬於下列三類別之一者：卑金屬、沸石及貴金屬。
卑金屬觸媒使用氧化鈦及少量釩、鉬、鎢或數種其他活性化學劑之組合。卑金屬觸媒具選擇性且在特定溫度範圍內操作。卑金屬觸媒的主要缺點係具有將SO2氧化為SO3的可能性；氧化程度視觸媒化學調合物而改變。所生成之SO3量會與遺留之氨反應而形成各種硫酸銨鹽。
沸石觸媒係類似於卑金屬觸媒之功能的鋁矽酸鹽物質。沸石觸媒的潛在優點之一係具有約970℉(521℃)的較高操作溫度。這些觸媒也會將SO2氧化為SO3且必須小心地配合煙道氣體條件。
貴金屬觸媒通常係自鉑及銠製造。貴金屬觸媒也需要小心考量煙道氣體條件及操作溫度。雖然這些觸媒可有效還原NOx，但也作用為氧化觸媒，會在適當之溫度條件下將CO轉化為CO2。然而，將SO2氧化為SO3及高物質成本經常使貴金屬觸媒較不吸引人。
如熟諳此藝者所知悉般，各種SCR觸媒在被各樣化合物，包括但不限於來自燃燒製程之灰分(特別是煤灰分)污染時，將遭受阻塞及/或毒化。在SCR中一種共通之阻塞來源為大粒子灰分(其典型地定義為具有粒徑大到足以推放在存在於SCR觸媒區內之觸媒通道、微孔、或蜂巢結構的任何灰分)。
如上所示，對能預防SCR內之觸媒被飛灰(特別是大粒子灰分)阻塞及/或毒化的系統及方法存有需求。
本發明一般係關於用於鍋爐、加熱器、窯爐、或其他產生煙道氣體、或其他產生燃燒氣體裝置(例如那些位於發電廠、加工廠等之裝置)的排放控制設備之領域，且特別地係關於一種預防SCR觸媒之阻塞、堵塞及/或污染的新穎又有用方法及設備。在另一具體實施例中，本發明之方法及設備係經設計以保護SCR觸媒免於在燃燒期間可能產生之大粒子灰分阻塞及/或堵塞。
因此，本發明的一個方面係關於一種增加SCR觸媒之活性壽命的系統，該系統包含：(i)至少一個第一個煙道氣體導管，其係設計將煙道氣體從燃燒區輸送到SCR；(ii)至少一個SCR，其位於該至少一個第一個煙道氣體導管與至少一個第二個煙道氣體導管之間，其中該至少一個第二個煙道氣體導管係設計將煙道氣體從該SCR輸送到額外之下游系統或環境控制裝置；(iii)至少一個大粒子灰分網篩，其位於該至少一個第一個煙道氣體導管內，以便能在該煙道氣體進入該至少一個SCR之前收集存在於該煙道氣體中之至少約50百分比的任何大粒子灰分；及(iv)至少一個旋轉閥，其位於與該大粒子灰分網篩相通的工作區內，其中該至少一個旋轉閥係經設計以收集被該至少一個大粒子灰分網篩捕獲之任何大粒子灰分，並將此大粒子灰分供給至該至少一個第二個煙道氣體導管。
本發明之另一方面係關於一種增加SCR觸媒之活性壽命的系統，該系統包含：(A)至少一個第一個煙道氣體導管，其係設計將煙道氣體從燃燒區輸送到SCR，該至少一個第一個煙道氣體導管係設計讓該煙道氣體在第一種流速下流動；(B)至少一個第二個煙道氣體導管，其係在與該至少一個第一個煙道氣體導管相通之操作區內，其中該至少一個第二個煙道氣體導管係設計將煙道氣體從該至少一個第一個煙道氣體導管輸送到SCR，該至少一個第二個煙道氣體導管係設計讓該煙道氣體在第二種流速下流動，且第二種流速比第一種流速小至少10百分比；(C)至少一個第三個煙道氣體導管，其係設計將煙道氣體從該SCR輸送到額外之下游系統或環境控制裝置；及(D)至少一個旋轉閥，其位於與該至少一個第二個煙道氣體導管相通的工作區內，其中該至少一個旋轉閥係經設計以收集在該至少一個第二個煙道氣體導管中所捕獲之任何大粒子灰分，並將此大粒子灰分供給至該至少一個第三個煙道氣體導管，其中該至少一個第二個煙道氣體導管與該至少一個旋轉閥之組合能在該煙道氣體進入該至少一個SCR之前收集存在於該煙道氣體中之至少約50百分比的任何大粒子灰分。
本發明之又一方面係提供一種增加SCR觸媒之活性壽命的方法，該方法包含如下步驟：(a)提供至少一個大粒子灰分收集裝置，其係設計在煙道氣體進入SCR的上游收集於該煙道氣體流內之大粒子灰分；及(b)在該至少一個大粒子灰分收集裝置中收集該大粒子灰分，以便在該煙道氣體流進入該SCR之前自該煙道氣體流中除去至少約50百分比的大粒子灰分；及(c)將該收集之大粒子灰分供給至位於SCR下游之煙道氣體流中的位置。
本發明的各種新穎特徵將在附加之申請專利範圍中特別指出，並形成本揭示內容的一部份。為了更加明瞭本發明、其操作上優勢及經由其用途所獲得的特定利益，可參考隨附之圖及解說本發明之範例性具體實施例的描述性內容。
雖然本發明係根據使用氨作為NOx還原劑的SCR系統來說明(因為基於經濟上的理由氨通常係較佳的)，但本發明並不受限於以氨為基礎的系統。本發明之概念可用於任何使用含氨化合物的系統。如用於本揭示內容般，含氨化合物一詞係表示含括諸如尿素、硫酸銨、氰尿酸、及有機胺以及氨(NH3)之化合物。除了氨之外這些化合物也可用作為還原劑，但如上文所述，基於經濟上的理由氨通常係較佳的。某些非含氨化合物諸如一氧化碳或甲烷也可被使用，但減低效力。
雖然本發明係說明和鍋爐或化石燃料鍋爐相關的內容，但卻不單獨地受限於此。取而代之地，本發明可應用於產生NOx的任何燃燒源，而不管此類燃燒源是否與鍋爐或蒸汽發生器結合使用。舉例之，本發明可用來與窯爐、加熱器、或任何其他形式之燃燒製程(其全部或部份地產生煙道氣體或含NOx之燃燒氣體)組合。因此，下文之說明僅僅是範例性地解釋分析。此外，本發明可應用於任何SCR而不管文中所使用的觸媒形式。確切而言，本發明並不受限於任何一種形式的SCR觸媒，而是廣泛地應用於寬廣範圍的SCR觸媒系統。本發明可應用之適當觸媒系統包括，但不受限於蜂巢狀、波紋狀及板形式的觸媒。
在一個具體實施例中，本發明係關於在Power River Basin(PRB)煤燃燒裝置上減少SCR觸媒去活性的速率。應注意的是，雖然本發明係說明關於PRB煤，但本發明也不受限於此。反而是本發明將廣泛地應用於SCR觸媒被大粒子灰分(LPA)阻塞、堵塞及/或污染的任何情形，該大粒子灰分積聚於存在於SCR觸媒區內之觸媒通道、微孔、或蜂巢結構。
在一個具體實施例中，係懷疑PRB煤因LPA(其特徵為無限制方式，如爆米花似的灰分)存在之故，而引起存在於SCR觸媒區內之觸媒通道、微孔、或蜂巢結構之阻塞、堵塞及/或污染。雖然不期望將LPA約束在任何一種定義，但可定義LPA為具有至少約4公釐，或甚而至少約6公釐之平均粒徑的灰分。在一個具體實施例中，LPA具有任何幾何形式，包括但不受限於，不規則幾何、球形幾何、橢圓形幾何、橢球體幾何、或彼等之二或多種的任何組合。在另一具體實施例中，LPA係定義為比存在於SCR觸媒區內之觸媒通道、微孔、或蜂巢結構還大的灰分。在此具體實施例中，LPA之尺寸只需要足以引起SCR內之觸媒阻塞、堵塞及/或污染。
在一個具體實施例中，本發明關於一種預防因LPA存在而使存在於SCR觸媒區內之觸媒通道、微孔、或蜂巢結構之阻塞、堵塞及/或污染的系統及方法。在一個具體實施例中，本發明係藉由在位於煙道導管中之位置添加至少一個LPA網篩及至少一個旋轉閥而完成上述目標，該道導管係在鍋爐下游但在設計來除去存在於煙道氣體流中之至少約50百分比LPA的SCR上游。在另一具體實施例中，本發明係設計以除去存在於煙道氣體流中之至少約75百分比、至少約85百分比、至少約95百分比、或甚而至少約99百分比的LPA。此處，以及專利說明書及申請專利範圍之別處，各別的範圍限度可經組合而形成新的及/或未經揭示的範圍。
轉回圖的部份，圖1係解說利用煤作為燃燒源的典型發電廠，其係事先設計且最初即配有SCR系統。從圖1中可看出，典型發電廠包含位於該發電廠之鍋爐部份與噴霧乾燥吸收塔(SDA)之間的SCR。此SDA係用來除去在該鍋爐部份內燃燒過程期間所產生之煙道氣體中的氧化硫類。在圖2解說之另一先前技藝的構造中，其未事先設計且最初也未配有SCR系統，來自鍋爐之煙道氣體係通過至少一個煙道而輸送到空氣加熱器中(圖2中之管狀空氣加熱器)，然後送至下游的粒子收集裝置如所示之靜電沉澱器或ESP，而沒有任何形式之系統以除去來自煙道氣體流之存在於煙道氣體中的任何LPA。而其結果是，若將SCR加進去，則在鍋爐中燒燒過程期間所產生之LPA會因LPA存在之故，而引起存在於SCR觸媒區內之觸媒通道、微孔、或蜂巢結構之阻塞、堵塞及/或污染。
如上文所示，本發明係經由使用位於煙道導管中之位置的至少一個LPA網篩及/或至少一個旋轉閥以處理此問題，該煙道導管係在鍋爐下游但在設計來除去存在於煙道氣體流中之至少約50百分比LPA的SCR上游。在如圖3、4及5所解說的一個具體實施例中，本發明之系統100包含至少一個LPA網篩102及至少一個旋轉閥104，彼等係沿著位於鍋爐108下游但在SCR反應器或SCR 110上游的煙道導管106安置，以便除去存在於煙道氣體流中之至少約50百分比LPA。在一個特定具體實施例中，SCR單元110及依此之SCR出口煙道112係依下列方式安置：在煙道氣體進入SCR 110之前自煙道氣體中收集之LPA可轉移或供給至SCR出口煙道112。從圖3、4及5中可看出，LPA網篩102係提供於任何適當的斜面處，以便引起LPA衝撞LPA網篩102，進而朝至少一個旋轉閥104落下。此外，LPA網篩102係橫跨煙道導管106的整個橫切面而形成，如此存在於導管106所包含之煙道氣體流中的任何LPA必須嘗試著“通過”LPA網篩102。
從圖3、4、5及6中可看出，可有多個將煙道氣體從鍋爐108輸送到SCR 110的導管106。在此情況中，每個導管106具有如上述之LPA網篩102及至少一個如上述之旋轉閥104。圖4中可看到，每個旋轉閥係與給料斗連接，該給料斗係經設計以便將LPA從漏斗中灌進各別的旋轉閥中。在這些具體實施例之任一者中，SCR出口煙道或多個煙道112係經設計以將該經SCR處理之煙道氣體及“附加”之LPA輸送到額外的下游系統及/或環境控制裝置(例如，空氣加熱器、SDA、或袋濾器、沉澱器或其他粒子控制裝置)。
在另一具體實施例中，當將煙道氣體從鍋爐輸送至SCR的煙道導管係以包含減速區的方式設計的情況下，則該至少一個LPA網篩102可自本發明之系統中排除。此減速區係為煙道導管內的一個區域，其中煙道導管之尺寸係以下列方式改變，使煙道氣體之速度充分的減低藉此造成存在於煙道氣體中之LPA“落塵”和被收集到進料斗，如此該LPA就可經由一或多個在適當位置之旋轉閥輸送。此一具體實施例係解說於圖6，其中，根據具體例之系統200包含入口煙道導管202，此入口煙道導管係將煙道氣體供應至具有橫切面及/或具有充分大於導管202之體積的低速區204，以便造成氣體速度適當地減低，藉此產生適當數量LPA的“落塵”。在圖6之具體實施例中，SCR分開成兩個區段，即放置在居中間之LPA收集區210各一邊的區段206及208。從圖6中可看出，低速區204(其也是LPA收集區)包含至少一個彼此相連之旋轉閥212。從圖6中可看出，每個旋轉閥212係安置在設計成將LPA從漏斗中灌進各別旋轉閥212的給料斗處。如同本發明之其他具體實施例，該一或多個旋轉閥212係經設計以便在煙道氣體於SCR內處理並經由煙道導管214離開該一或多個SCR區段之後，將所收集之LPA及“附加”之LPA輸送回此煙道氣體中。然後，允許該煙道氣體行進到額外的下游系統及/或環境控制裝置(例如，空氣加熱器、SDA、或織物濾器、沉澱器或其他粒子控制裝置)。
減低速度之具體實施例的非限制性實施例可包含離開鍋爐後具有速度約50英呎/秒的煙道氣體流，其中然後經由將煙道氣體供應至具有較大橫切面面積的煙道導管而使此煙道氣體流緩慢下來。由於當煙道氣體從高流速區行進到較低流速區時會發生流速減低，所以此舉依次地造成存在於煙道氣體流中之至少約50百分比LPA“脫落”。在此具體實施例中，於煙道導管內具有較大橫切面面積的區域進一步包含一或多個旋轉閥，該等旋轉閥係經設計以收集LPA並供應LPA到SDA下游之導管，如此LPA便可在略過SDA後的適當位置收集。在另一具體實施例中，本發明之此具體實施例係經設計以除去存在於煙道氣體流中之至少約75百分比、至少約85百分比、至少約95百分比、或甚而至少約99百分比的LPA。此處，以及專利說明書及申請專利範圍之別處，各別的範圍限度可經組合而形成新的及/或未揭示的範圍。
在另一具體實施例中，從高速煙道導管到低速煙道導管所完成的“速降”係為煙道氣體速度減低至少約10百分比。在又一具體實施例中，從高速煙道導管到低速煙道導管所完成的“速降”係為煙道氣體速度減低至少約20百分比、至少約30百分比、至少約40百分比、或甚而至少約50百分比。此處，以及專利說明書及申請專利範圍之別處，各別的範圍限度可經組合而形成新的及/或未揭示的範圍。若需要時，本發明之此具體實施例可進一步包含LPA網篩。關於本發明之任一具體實施例的LPA網篩，可由耐受得住曝露於煙道氣體流離開鍋爐時於煙道氣體中所發現之典型條件的任何適當材料而製成。製成LPA網篩或網篩的適當材料包括，但不受限於，一或多種金屬、一或多種金屬合金、一或多種陶瓷組成物、或彼等之二或多種的組合。在一個具體實施例中，本發明之LPA網篩係形成自篩孔。在另一具體實施例中，LPA網篩可為有形成適當大小之開孔的板構造。在任一具體實施例中，LPA網篩內之開孔應依能防止從中通過的方式而有一定大小。在一個具體實施例中，本發明之LPA網篩、或LPA板內的開孔具有不大於約38.5平方公釐、不大於約28.3平方公釐、不大於約19.6平方公釐、或甚而不大於約12.6平方公釐之橫切面面積。在又一具體實施例之中，本發明之任何LPA網篩可由多個相互排列於下游的LPA網篩代替。在此具體實施例中，每個連續的LPA網篩可含有能通過之較小的開孔，以便在煙道氣體進入SCR之前漸增地且選擇性地自煙道氣體流中除去LPA。
SCR上游(及依此在入口煙道上進料斗上之旋轉閥的入口處)之煙道氣體靜壓將大於在排放處之SCR下游側上(及依此在與出口煙道連接之旋轉閥的出口處)的煙道氣體靜壓，此乃因為穿過SCR觸媒模塊及相關聯之煙道的壓降之故。因為旋轉閥能在不同壓力下輸送各區域之間的物質，因而使用於本發明中。與本發明結合使用的旋轉閥在此藝中已為人所知，因此，為了簡明扼要，旋轉閥的詳盡討論及操作原理將省略。可與本發明結合使用之旋轉閥的適當實例係為取自Ricon Engineers,6-A,Archana Industrial Estate,Opp. Ajit Mill,Rakhial,Ahmedabad-380023,Gujarat(INDIA)的底部排放形式旋轉閥。
本發明係有利的，因為其應用於具有目前之SCR(式樣翻新)及新穎SCR的裝置。此外，本發明也可應用在利用生物質作為燃料源的設備。在一個具體實施例中，本發明之執行可依成本效益方式，利用設計來除去存在於尚未經SCR處理之煙道氣體中之任何大粒子灰分(LPA)的低成本硬體而達成。
為了解說本發明之應用及原理，在本發明之特定具體實施例已顯示且詳細說明時，應明瞭的是，本發明並不意圖受限於此，並且只要不違反此原理本發明在其他方面也可具體化。在本發明之某些具體實施例中，在沒有相應地使用其他特徵下本發明的某些特徵有時也可有利益地使用。因此，所有此類變化及具體實施例可適當地屬於下文之申請專利範圍的範圍。
100．．．系統
102．．．LPA網篩
104．．．旋轉閥
106．．．煙道導管
108．．．鍋爐
110．．．SCR裝置
112．．．SCR出口煙道
200．．．系統
202．．．入口煙道導管
204．．．低速區
206．．．SCR區段
208．．．SCR區段
210．．．LPA收集區
212．．．旋轉閥
214．．．出口煙道
圖1係典型先前技藝之化石燃料燃燒設備的圖示，其係事先設計好且最初即配有SCR系統；
圖2係另一典型先前技藝之化石燃料燃燒設備的圖示，其未事先設計且最初也未配有SCR系統；
圖3係已添加本發明之SCR系統的圖2化石燃料燃燒設備之圖示；
圖4係根據本發明之一個具體實施例，解說圖3之來自鍋爐之煙道安排及SCR之低處出口部份的特寫、透視圖；
圖5係根據本發明之一個具體實施例，圖4之來自鍋爐之煙道安排及SCR之低處出口部份的側面圖；及
圖6係圖4之來自鍋爐之煙道安排及SCR之低處出口部份的橫切面圖，從圖3之箭頭記號6-6的方向觀看。

Claims (11)

  1. 一種增加SCR觸媒之活性壽命的系統，該系統包含.(i)至少一個第一個煙道氣體導管，其係設計將煙道氣體從燃燒區輸送到SCR觸媒；(ii)至少一個SCR觸媒，其位於該至少一個第一個煙道氣體導管與至少一個第二個煙道氣體導管之間，其中該至少一個第二個煙道氣體導管係設計將煙道氣體從該SCR觸媒輸送到額外之下游系統或環境控制裝置，該至少一個SCR觸媒之每一個皆分開成兩個SCR觸媒區段；(iii)大粒子灰分收集區，其位於該兩個SCR觸媒區段之間，以便能在該煙道氣體進入該至少一個SCR觸媒之前收集存在於該煙道氣體中之至少約50百分比的任何大粒子灰分，該大粒子灰分收集區包含具有橫切面及/或具有大於該至少一個第一個煙道氣體導管之體積的低速區，以便造成氣體速度減低；(iv)至少一個旋轉閥，其位於與該低速區相通的工作區內，其中該至少一個旋轉閥係經設計以使煙道氣體於SCR觸媒內處理並經由該至少一個第二個煙道氣體導管離開該一或多個SCR觸媒區段之後，將所收集之大粒子灰分輸送及附加回該煙道氣體中；及(v)至少一個漏斗，其位於與該至少一個旋轉閥相通的工作區內，該至少一個漏斗設計成將大粒子灰分從漏斗中灌進相對之旋轉閥。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該大粒子灰分收集區係位於該兩個SCR觸媒區段之間以能在該煙道氣體進入該至少一個SCR觸媒之前收集存在於該煙道氣體中之至少約75百分比的任何大粒子灰分。
  3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該大粒子灰分收集區係位於該兩個SCR觸媒區段之間以能在該煙道氣體進入該至少一個SCR觸媒之前收集存在於該煙道氣體中之至少約95百分比的任何大粒子灰分。
  4. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該大粒子灰分具有至少約4公釐至約6公釐之平均粒徑。
  5. 一種增加SCR觸媒之活性壽命的系統，該系統包含：(A)至少一個第一個煙道氣體導管，其係設計將煙道氣體從燃燒區輸送到SCR觸媒，該至少一個第一個煙道氣體導管係設計讓該煙道氣體在第一種流速下流動；(B)至少一個第二個煙道氣體導管，其係在與該至少一個第一個煙道氣體導管相通之操作區內，其中該至少一個第二個煙道氣體導管係設計將煙道氣體從該至少一個第一個煙道氣體導管輸送到SCR觸媒，該至少一個第二個煙道氣體導管係設計讓該煙道氣體在第二種流速下流動，且第二種流速比第一種流速小至少10百分比；(C)至少一個第三個煙道氣體導管，其係設計將煙道氣體從該SCR觸媒輸送到額外之下游系統或環境控制裝置；及 (D)至少一個旋轉閥，其位於與該至少一個第二個煙道氣體導管相通的工作區內，其中該至少一個旋轉閥係經設計以收集在該至少一個第二個煙道氣體導管中所捕獲之任何大粒子灰分，並將此大粒子灰分供給至該至少一個第三個煙道氣體導管，其中該至少一個第二個煙道氣體導管與該至少一個旋轉閥之組合能在該煙道氣體進入該至少一個SCR觸媒之前收集存在於該煙道氣體中之至少約50百分比的任何大粒子灰分和其中該至少一個第二個煙道氣體導管內有大粒子灰分收集區。
  6. 如申請專利範圍第5項之系統，其中該大粒子灰分具有至少約4公釐至約6公釐之平均粒徑。
  7. 如申請專利範圍第5項之系統，其中該第二種流速比該第一種流速小至少20百分比。
  8. 如申請專利範圍第5項之系統，其中該第二種流速比該第一種流速小至少30百分比。
  9. 如申請專利範圍第5項之系統，其中該第二種流速比該第一種流速小至少40百分比。
  10. 一種增加SCR觸媒之活性壽命的方法，該方法包含如下步驟：(a)提供至少一個大粒子灰分收集裝置，其係設計在煙道氣體進入SCR觸媒的上游收集於該煙道氣體流內之大粒子灰分；及(b)在該至少一個大粒子灰分收集裝置中收集該大 粒子灰分，以便在該煙道氣體流進入該SCR觸媒之前自該煙道氣體流中除去至少約50百分比的大粒子灰分；及(c)將該收集之大粒子灰分供給至位於SCR觸媒下游之煙道氣體流中的位置，其中該大粒子灰分收集裝置係形成自大粒子灰分收集區與至少一個旋轉閥之組合。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中大粒子灰分收集裝置係形成自至少一個大型低速煙道氣體區域與至少一個旋轉閥之組合。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8425850B1 (en) * 2010-12-08 2013-04-23 American Electric Power Company, Inc. Large particle ash mitigation system
US20120222591A1 (en) * 2011-03-04 2012-09-06 Foster Wheeler North America Corp. Method of and Apparatus for Selective Catalytic NOx Reduction in a Power Boiler
CN102179156B (zh) * 2011-05-06 2013-02-13 东南大学 防止爆米花灰堵塞催化剂的烟气脱硝装置
JP5854863B2 (ja) * 2012-01-30 2016-02-09 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排ガス処理装置
US8936662B2 (en) 2012-10-02 2015-01-20 Integrated Global Services, Inc. Apparatus and methods for large particle ash separation from flue gas using screens having semi-elliptical cylinder surfaces
KR101656608B1 (ko) 2015-03-06 2016-09-09 두산중공업 주식회사 화력발전소의 조대입자 포집장치
CN105833643B (zh) * 2016-04-28 2018-03-06 中国计量大学 一种燃煤锅炉尾气中的爆米花灰收集***
US10188983B2 (en) * 2016-12-22 2019-01-29 Integrated Global Services, Inc. Systems and methods for catalyst screens in selective catalytic reduction reactors
EP3417927A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-26 Yara International ASA Scr-system for removing ash from a flue gas stream generated in a combustion system
CN108626737B (zh) * 2018-04-12 2019-10-15 中国神华能源股份有限公司 用于锅炉***的烟道组件和具有该烟道组件的锅炉***
CN108854287A (zh) * 2018-07-17 2018-11-23 江苏中建材环保研究院有限公司 一种带有大颗粒灰拦截装置的水泥窑scr脱硝装置与工艺
CN109966812A (zh) * 2019-03-29 2019-07-05 北京国电龙源环保工程有限公司 一种水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的***、工艺方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2847766A (en) * 1954-11-05 1958-08-19 Silver Eng Works Drier
US2893853A (en) * 1956-07-12 1959-07-07 United Gas Improvement Co Method for catalytic conversion hydrocarbons
DE3642178A1 (de) * 1986-12-10 1988-06-23 Hoelter Heinz Verfahren und vorrichtung zur trockenen so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)- und no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-abscheidung hinter feuerungskesselanlagen
DE3732651A1 (de) * 1987-09-28 1989-04-13 Klaus Prof Dr Rer Nat Mangold Verfahren zur verbrennung von abfaellen in einem wirbelschichtreaktor
JPH03101812A (ja) * 1987-12-09 1991-04-26 Yoshio Kobayashi 排ガスの乾式浄化方法
US5585081A (en) 1988-07-25 1996-12-17 The Babcock & Wilcox Company SOx, NOx and particulate removal system
DE4436207A1 (de) * 1994-01-06 1995-07-13 Ver Energiewerke Ag Anordnung zum Schutz eines Katalysators im Rauchgaszug einer Feuerungsanlage, insbesondere eines kohlenstaubgefeuerten Dampfkessels oder einer Müllverbrennungsanlage
US5511495A (en) * 1994-05-17 1996-04-30 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Method of processing a mixture of bottom ash and fly ash
JPH08109824A (ja) * 1994-10-12 1996-04-30 Nippon Soken Inc 内燃機関用の未燃焼炭化水素の吸着装置
JPH08117559A (ja) * 1994-10-25 1996-05-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 石炭焚ボイラの脱硝装置
US5943865A (en) * 1998-12-03 1999-08-31 Cohen; Mitchell B. Reheating flue gas for selective catalytic systems
DE19907554A1 (de) * 1999-02-22 2000-08-31 Bsh Bosch Siemens Hausgeraete Katalysator für einen Backofen
DE10227639B4 (de) * 2002-06-20 2006-06-22 Steag Encotec Gmbh Kohlekraftwerk
WO2004079034A1 (en) * 2003-03-07 2004-09-16 Metalspray International L.C. Wear resistant screen
CN100473445C (zh) * 2004-01-08 2009-04-01 巴布考克及威尔考克斯公司 用于增加节省器漏斗聚合灰收集率的隔板
SE527104C2 (sv) * 2004-05-21 2005-12-20 Alstom Technology Ltd Sätt och anordning för avskiljning av stoftpartiklar
DE102004027845A1 (de) * 2004-06-08 2006-01-05 Steag Encotec Gmbh Anordnung zum Abscheiden von Grobasche aus einem Rauchgasstrom
ATE462487T1 (de) * 2005-02-14 2010-04-15 Evonik Energy Services Gmbh Anordnung zum abscheiden von grobasche aus einem rauchgasstrom
JP4960629B2 (ja) * 2005-12-22 2012-06-27 三井造船株式会社 フライアッシュ中の未燃カーボンの除去方法
DE102006021670A1 (de) * 2006-05-10 2007-11-15 Lentjes Gmbh Grobascheabscheider
US8052766B2 (en) * 2006-08-16 2011-11-08 Alstom Technology Ltd Device and method for cleaning selective catalytic reduction protective devices
CN101219329B (zh) * 2007-09-27 2010-06-16 中电投远达环保工程有限公司 前置旋风预除尘scr烟气脱硝工艺

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