專利名稱：處理燃燒廢氣的方法
技術領域：
本發明，最普通的一方面，是涉及一種加工或處理燃燒廢氣的方法。
特別地，本發明是涉及一種通過用氨氣(NH3)還原而處理(去除)燃燒廢氣中的氮氧化物(NOx)的方法。
更具體地，本發明是涉及一種上述的方法，而使用的氨氣是通過尿素(NH2CONH2)水解原位(in situ)產生的。
背景技術：
總所周知，在具有一定規模的工廠中，為了降低廢氣給環境帶來的污染程度和有害排放物，需要專門的處理或調節燃燒廢氣的方法。
大家也知道，在各種各樣的處理方法中，處理或去除廢氣中的氮氧化物(NOX此處的X是整數1或2)，是用氨氣(NH3)還原所述氧化物。
在這種方法中，為了快速得到必需的氨氣——避免運輸和儲存氨氣或者它的濃縮液的風險——為了這樣的目的，現有技術中，提供的為了處理氮氧化物的方法中，使用的氨氣是原位產生的，換句話說產生的含有氧化物的燃燒廢氣中是在同一工廠內。
在這種方法中，氨氣是通過尿素水溶液水解產生的，隨后隨著蒸汽從溶液中被分離，例如在專利EP-A-1 089 804所描述的。
這種技術雖然有其有利之處，但也有其缺點，主要是對于氨氣，不能快速滿足氨氣需要的多樣性，換句話說，在預先確定的時刻通過尿素水解產生的氨氣的量與在為了達到總的還原氮氧化物時刻需要的氨氣的量之間是不同，這是因為時間不同，需要調節的廢氣中氮氧化物是不定的。
而且，例如，需要被調節的氣體可以來自工廠內的多處燃燒場所，并含有各種不同百分含量的、種類不同的氮氧化物，結果，對于每個場所產生的燃燒廢氣而言，其需要的還原用氨氣也不同，這就是每個場所這樣的廢氣都需要被處理(調節)。

發明內容
本發明以下要解決的技術問題是設計和提供一種通過氨氣處理燃燒廢氣中的氮氧化物的方法，該方法中，所述氨氣是通過原位(in situ)水解尿素水溶液產生的，該方法能夠完全克服以上所述的現有技術中的缺點。
以上問題按照本發明所提出的方法得意解決，該方法的特征是儲氣罐中，在壓力下，通過水解產生的氨是以氣態積聚(收集)的。
根據本發明所述的方法的優點和特征將通過以下作為參照預示的、不限制于此的附圖和實施例的描述變得更清楚。


圖1是根據本發明所述處理方法的示意圖。
具體實施例方式
參照圖1，描述本發明所述的處理氮氧化物的方法的實施例。
在工作條件下，濃縮的尿素溶液(L1)含有重量百分比為60％-90％之間的尿素，優選為含有重量百分比為80％的尿素，流入到一個攪拌器(A1)，在此被稀釋后，隨后，尿素的重量百分比是10％-70％之間，優選為40％左右，然后被運送到一個泵(A2)中。
在所述的泵(A2)中，來自攪拌器(A1)的尿素溶液(L2)在500kPa-3000kPa壓力下，優選為2500kPa壓力下，也就是等同于水解運行的壓力值，其在以下將更為清楚地被描述。
來自泵(A2)的被加壓的尿素溶液(L3)將被運送到熱交換器(A3)中被加熱至溫度為100℃-240℃，關于這方面稍后再描述。
來自交換器(A3)、熱的、被加壓的尿素溶液(L4)，其尿素的重量百分比為40％左右，然后被流入到水解器(A4)，例如它的運作是在2500kPa壓力和210℃的溫度下。
為了達到和維持這樣的溫度，水解器(A4)通過輔助的熱媒介(H)間接地熱交換而被加熱，例如，水蒸汽，石油以及類似的熱媒介，或者是其它的通過電加熱。
尿素溶液(L4)水解反應發生在所述的水解器(A4)中，在此反應中，尿素溶液中的99.8％的尿素被水解產生水解產物氨氣和二氧化碳。
所述氣態的水解產物隨后通過蒸發被從液體中分離開來，尤其是通過蒸發尿素水溶液，用眾所周知的方法，優選地，如專利申請WO 97/15388中申請人自己描述的分離方法，供此處結合參照，但在該實施例中分離媒介不是被加入的，而是由尿素水溶液本身產生的。
按照本發明，來自水解器(A4)的、在和水解壓力相同的壓力下從水解溶液中分離出來的所述氣態水解產物(L5)在儲氣罐(A5)中在相同壓力下積聚。
從所述的儲氣罐(A5)，被加壓的的氨氣根據需要被導出，并通過通道調壓閥(A6)(減壓閥)，進入當前需要被調節的燃燒廢氣中。在此，氨氣還原所述廢氣中的氮氧化物，生成氮氣和水。
在水解反應過程中，同時產生的熱的水溶液(L6)(hydrolysis solution)中含有少量的不被水解的尿素，以及剩下在溶液中的少量的氨氣和二氧化碳。
有利的是，所述來自水解器(A4)熱溶液(L6)被運送到交換器(A3)中，在此，通過熱交換，上述被加壓的尿素溶液(L3)的預加熱和所述水解溶液(L6)的冷卻是同時發生的。
更適宜的是，所述水解液用作再循環溶液(R)，其被運送到攪拌器(A1)中，擴張攪拌器(A1)的壓力，在此處實現尿素溶液(L1)的稀釋，如上所述。
本發明所述方法的主要優點在于在不同的反應時間中，能不變地原位產生氨氣，這是因為氨氣是在儲氣罐(A5)中被加壓積聚的，由此可滿足氨氣的最大消耗量。
實際上，通過儲氣罐(A5)，可以根據還原氮氧化物的實際需要的氨氣，實現被導入到需要調節的廢氣中的氨氣的時間(量)的多樣性。實際需要的氨氣可以是間斷的或在任何情況下的一段時間里是不恒定的，結合實例，在工廠的不同的運轉階段，產生所述的需要調節的廢氣。
本發明所述的方法的另一個優點在于能將產生的氨氣分配到很多并行的使用者中，例如，在產生需要調節的廢氣的許多場所，即使它們彼此獨立，需要各種不同的氨氣量，由于在儲氣罐(A5)中氨氣本身是被加壓積聚的，組成一種儲備的氨氣，能保證在實際需要中持續的可用性。
而且，應該聲明，上面所述的優點，由于氨氣是被加壓積聚的，這樣能保證氨氣在一個壓力下，例如允許克服由于通道將儲氣罐與將氨氣導入到當前需被調節的廢氣中的導入點之間分開而導致的可能的壓力下降。
最后，本發明的更進一步的優點在于，發生在熱交換器中的熱交換，通過尿素溶液的預加熱，結果，在整個方法中節約了能量的消耗。
而且，在上述預加熱的同時，可以冷卻通過水解反應得到的水溶液，這樣有利于蒸汽形成從而避免離開交換器的回收水溶液在攪拌器中的膨脹。
當然，本領域的技術人員，為了滿足可能發生的和特殊的需要，可以做出許多修改，在任何情況下的修改都包含在本發明權利要求的限制范圍內。
因此，例如，氨氣能在一個低于水解壓力的壓力下被積聚。
有利地，在水解器運轉和將氨氣導入當前需調節的廢氣中的壓力之間的壓力下、并經過通道——位于水解器和儲氣罐之間的減壓閥后，氨氣被積聚。而且，在本發明所述的調節方法中，固體尿素能流入攪拌器(A1)中，在此，包括所述的回收溶液(R)中的固體尿素也能被分解，這樣有利于這種分解方法的建立。
權利要求
1.一種處理燃燒廢氣的方法，通過氨氣處理燃燒廢氣中的氮氧化物，所述的氨氣是通過尿素溶液(L4)的水解反應原位產生的，其特征是，所述通過水解產生的氨氣是在儲氣罐(A5)中、在壓力下以氣體狀態積聚的。
2.根據權利要求1所述的處理燃燒廢氣的方法，其特征是用于所述積聚氨氣的壓力大小是在水解反應的壓力與氨氣被引入到燃燒廢氣中的壓力之間。
3.根據權利要求1所述的處理燃燒廢氣的方法，其特征是所述尿素溶液(L3)是在熱交換器(A3)中通過與水解反應產生的熱的水解溶液(L6)熱交換而預加熱；所述水解溶液經過熱交換被冷卻后用作再循環溶液(R)。
4.根據權利要求3所述的處理燃燒廢氣的方法，其特征是所述再循環溶液(R)流入到攪拌器(A1)中，和濃縮的尿素溶液(L1)和/或固體尿素混合形成尿素溶液(L4)。
5.根據權利要求1所述的處理燃燒廢氣的方法，其特征是水溶液中的至少99.8％的尿素在壓力下水解產生氨氣。
6.根據權利要求1所述的處理燃燒廢氣的方法，其特征是經水解反應的尿素溶液中尿素的重量百分比是10％-70％。
7.根據權利要求1所述的處理燃燒廢氣的方法，其特征是水解反應的溫度在100℃-240℃之間。
8.根據權利要求1所述的處理燃燒廢氣的方法，其特征是用于水解反應的壓力在500kPa-3000kPa之間。
全文摘要
一種去除燃燒廢氣中的氮氧化物的方法，通過氨氣處理，氨氣是通過水解尿素溶液(L4)原位產生的，水解產生的氨氣(L5)在儲氣罐中，在壓力下以氣態的方式被積聚。
文檔編號B01D53/94GK1909951SQ200480031860
公開日2007年2月7日 申請日期2004年9月7日 優先權日2003年11月5日
發明者鮑羅·布魯恩格 申請人:Casale尿素公司