[发明专利]利用二氧化氯和过氧化氢的排放控制系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求先前提交于2005年11月14日的美国临时申请No.60/737,015和 提交于2006年8月23日的美国专利申请No.11/466,624的利益，上述申请的内容 在本文中引用作为参考。

发明的来源

本文中描述的发明一部分是由美国政府的雇员完成的，可在不支付任何税费 的条件下由美国政府为了政府目的制造和使用。

技术领域

本发明总的来说涉及排放控制，具体地说涉及对来自燃烧源的排放的控制。

背景技术

对来自化石燃料燃烧源排放的控制解决了主要的环境问题。环保署(EPA)通 过清洁空气条例(Clean Air Act)控制来自燃烧化石燃料的发电厂的排放。初始的控 制是针对氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOx)的排放，但是最新的控制将包括对 控制重金属(Hg等)和二氧化碳的规定。

来自燃烧过程的气流通常被洗涤，即与水或水溶液接触，以除去许多污染物。 但是，这些洗涤过程经常产生有害的废液，必需进行处理。此外，洗涤对一氧化氮 (NO)通常是无效的。为了除去这一污染物，一般在洗涤之前先将一氧化氮转化 为二氧化氮(NO₂)。多种氧化剂已用于这一转化。但是，更有效的氧化剂也是更 不稳定的，可能不是经济有效的，并且难以保存或保存起来有危险。

出于上述原因，以及本领域技术人员在阅读和理解了本申请说明书之后变得 显而易见的下述其它原因，本领域需要用于处理燃烧气流的其它方法和设备。

发明内容

本文中描述了利用二氧化氯(ClO₂)来减少NOx排放的方法和设备。这些方 法和设备可以是独立的系统，或者可以进一步包括在更完整的系统中，例如利用过 氧化氢来减少SOx、NOx和汞或者其它金属氧化物的排放的系统。该设备是组装 的，对于给定的去除操作，可根据具体的要求添加或去除部件。

在一个实施方式中，本发明提供了处理气流以除去至少氮氧化物的方法。该 方法包括在连续的反应过程中产生二氧化氯，在产生的同时使所述气流与二氧化氯 混合，通过控制二氧化氯的产生速率在气流中保持所需的一氧化氮水平，以及用过 氧化氢溶液洗涤所述气流，由此制得第一洗涤液。该方法还包括通过控制所述第一 过氧化氢溶液的流量在第一洗涤液中保持所需的过氧化氢浓度。

在另一个实施方式中，本发明提供了处理气流以除去至少硫氧化物和氮氧化 物，以及分离所得的硫酸和硝酸的方法。该方法包括用第一过氧化氢溶液洗涤所述 气流，由此制得主要仅含有硫氧化物的第一洗涤液，以及通过控制所述第一过氧化 氢溶液的流量以在第一洗涤液中保持所需的过氧化氢浓度。该方法还包括在所述第 一洗涤液中达到所需的硫酸浓度之后除去含有硫酸的副产物流。该方法还包括除雾 器以减少硫酸薄雾的输送。该方法还包括在用第一过氧化氢溶液洗涤所述气流之 后，使用适于将一氧化氮转化为二氧化氮的二氧化氯混合物来氧化所述气流，以及 在氧化所述气流之后，用第二过氧化氢溶液洗涤所述气流。该方法还包括用二氧化 氯将元素汞氧化为汞氧化物，以及在含有硝酸的第二过氧化氢溶液中洗涤所述气流 之后，溶解所述汞氧化物。

在另一个实施方式中，本发明提供了用于从气流中除去至少氮氧化物的系统。 该系统包括连接以接收气流和二氧化氯混合物的氧化塔，连接以接收从氧化塔中排 出的气流以及连接以接收过氧化氢溶液和来自洗涤器的循环液的洗涤器，用来减少 硝酸薄雾的除雾器，连接以接收从洗涤器排出的气流的中和器(将pH调节为7.0 ±2.0)，以及用于连续产生二氧化氯混合物并注入氧化塔的注射系统。