[发明专利]催化剂微粒转向器

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用于将微粒物质转向远离用于选择性催化还原(SCR) 装置以从废气中去除氧化氮(NO_x)的催化剂块周围和之间的空间，且具体地涉 及用于将粉末状和/或固体微粒物质转向远离用于诸如SCR的装置的催化剂块 周围和之间的空间的微粒转向装置。

背景技术

化石燃料燃烧的副产品尤其是包括废气和通常的灰组分。化石燃料燃烧过 程的灰组分在煤燃烧的情况下尤其显著，而在油燃烧的情况下要少一些。灰和 气体燃烧产物的组合物如果充分排放的话会引起严重的空气污染。这种废气的 灰组分通常包含二氧化硅、氧化铝、氧化铁的灰微粒，而废气的气体组分至少 包含二氧化碳、氧化硫(SO_x)和氧化氮(NO_x)。

有各种方法和/或装置用于去除例如微粒、氧化硫(SO_x)和氧化氮(NO_x)。 从废气去除和处置微粒或灰的问题在燃烧煤的情况下是显著的，因为由煤燃烧 过程产生的约80％至约90％的灰留在废气中。美国的当前能源政策是基于煤在 公用事业和工业应用中的大量使用。这种煤的大量使用不能导致对清洁空气的 环境要求的妥协。因而，需要先进的控制技术来控制煤燃烧的污染排放物的增 加。

已经使用诸如织物过滤室(袋式集尘室)之类的静电除尘器和其它微粒收 集装置来在排放到大气之前有效地从废气去除这些微粒。美国专利第4,309,386 号揭示一种热催化袋式集尘室，其同时去除微粒材料并降低NO_x排放。该专利 描述将催化剂覆在袋式集尘室过滤介质的织物上，包括使用将催化剂织成织物 的织物过滤器。美国专利第4,793,981号揭示一种热催化袋式集尘室的使用， 其同时收集氧化硫、氧化氮和微粒。

美国专利第4,602,673号揭示一种用于预热燃烧空气同时降低废气中所含 的NO_x的装置。根据该专利，通过将催化反应器与空气加热器组合，可实现结 构紧凑的装置。但是，必须频繁更换催化剂，因为由于灰/或灰尘的累积催化 剂被腐蚀。此外，飞灰腐蚀会降低SCR催化剂的有效寿命。

使用催化剂块的SCR通常用于需要从废气去除NO_x的应用场合中。在这 些情况下，SCR催化剂块放置在SCR反应器内，燃烧废气通过该反应器传送。 为了保持有效，应保护催化剂免受微粒污染物积聚的危害，微粒污染物会沉积 在催化剂上或以其它方式限制气流到达和/或通过催化剂。所关注的一个特定 区域是各个催化剂块之间的空隙或空间。如果微粒以填充催化剂块之间的这些 间隙和桥接这些空间的方式积聚，就会限制流到催化剂表面区域的废气流动， 由此降低SCR用于去除NO_x的相对效率。

迄今为止，该问题通过将称为防灰罩(也称为“壁密封件”、“催化剂块 密封件”或“层帽”)的薄金属条安装在催化剂块周围来解决。这些条的尺寸、 位置和其它设计参数选择成使得灰保持被夹带在废气中而不停留在一个或多 个催化剂块上。一般而言，通过将金属条定位焊到催化剂块支承框架的一个或 多个合适位置来安装防灰罩。替代地或附加地，防灰罩可定位焊到SCR壳体， 在催化剂壳体就位之后进行两个操作。由于这些防灰罩焊接就位，阻止拆卸滤 网，且由于通常通达催化剂块需要拆卸滤网而在清洁和/或替换一个或多个催 化剂块之前需要去除滤网，所以这种防灰罩并不方便。

另外的现有实践是将这种防灰罩与催化剂块支承框架交叠。但是，这也不 够理想，因为需要定期清洁和/或更换催化剂块。只有当从催化剂顶部拆卸滤 网时才能实现催化剂清洁。通常只有将防灰罩破坏性地拆除才能拆卸滤网。

除了上述内容，现有技术防灰罩设计还经受安装和工作损坏。将这种防灰 罩与催化剂就地焊接在一起还将敏感的催化剂表面暴露于焊熔金属飞溅的风 险，这会使催化剂受到破坏和/或衰退。

由于以上原因，本领域需要将在SCR中的微粒污染物转向开而不使用焊接 防灰罩的装置和方法。

发明内容

本发明一般地涉及用于将污染物质转向进入用于选择性催化还原(SCR) 装置以从废气中去除氧化氮(NO_x)的催化剂块的装置，且具体地涉及用于将粉 末状和/或固体微粒物质转向远离用于诸如SCR的装置的催化剂块周围和之间 空间的微粒转向装置。