[发明专利]减少废排气中的氮氧化物的系统和方法

说明书

本发明揭示了减少废排气中的氮氧化物的系统和方法，其中涉及的一种氮氧化物减排系统，其包括以含氢元素的燃料来发电的发电装置、与来自所述发电装置的含氮氧化物的废排气流体连通的废排气管道、用来将所述含氢元素的燃料中的一部分与氮气进行重整来产生氨的等离子反应器、以及含有氨选择催化还原（NH₃‑SCR）催化剂的氮氧化物减排反应器。其中所述氮氧化物减排反应器接收所述废排气和所述氨，并通过让废排气中的氮氧化物与氨反应生成氮气来减少废排气中的氮氧化物。本发明还涉及该系统对应的氮氧化物减排方法。

技术领域

本发明涉及一种氮氧化物的减排系统和方法，具体地，涉及减少发电装置的废排气中的氮氧化物的系统和方法。

背景技术

废排气是指燃料，如煤、柴油、汽油或天然气燃烧后排出的废气。在绝大部分情况下，废排气中会包括一小部分有毒的物质，比如由于不完全燃烧导致的一氧化碳（CO）、以及由于过高的燃烧温度导致的氮氧化物（NOx）。在这样的情况下，在将废排气排放到大气之前需要对其进行处理以减少其中的有毒物质。比如，由于世界范围内生效的排放标准越来越严格，对于先进的柴油发动机的商业应用而言，控制其氮氧化物排放量变得至关重要。

一种广泛地用来控制稀薄燃烧发动机的氮氧化物排放量的方法是在选择催化还原（selective catalytic reduction，SCR）催化剂的作用下用还原剂将氮氧化物转化为氮气。在各种不同的选择催化还原技术中，以氨为还原剂的选择催化还原技术（NH₃-SCR）具有一些独特的优势，比如，可在很宽的温度范围实现高还原效率，转化为氮气的高选择性，催化剂的稳定性能比其他替代技术如以烃或尿素为还原剂的选择催化还原技术或稀油氮氧化物捕集技术更好。

目前一般是在厂区外购买氨再将其运输到处理废排气的场地的，这就需要用来运输和储存氨的装置，比如氨储存罐等。这些装置会增加整个的运作成本。

因此需要一种可行的方法，用更现成更容易获得的材料来减少废排气中的氮氧化物。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种氮氧化物减排系统，其包括以含氢元素的燃料来发电的发电装置、与来自所述发电装置的含氮氧化物的废排气流体连通的废排气管道、用来将所述含氢元素的燃料中的一部分与氮气进行重整来产生氨的等离子反应器、以及含有氨选择催化还原（NH₃-SCR）催化剂的氮氧化物减排反应器。其中所述氮氧化物减排反应器接收所述废排气和所述氨，并通过让废排气中的氮氧化物与氨反应生成氮气来减少废排气中的氮氧化物。

本发明的另一方面涉及一种氮氧化物减排方法，在该方法中，接收来自发电装置的含氮氧化物的废排气，其中该发电装置以含氢元素的燃料发电，在等离子反应器中将所述含氢元素的燃料中的一部分与氮气进行重整来原位产生氨，让所述氮氧化物与所述原位产生的氨在氨选择催化还原（NH₃-SCR）催化剂的作用下反应形成氮气，来减少废排气中的氮氧化物。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1显示了根据本发明一个实施例的一种示例性的氮氧化物减排系统。

图2显示了一种用来进行测试实验的以氨为还原剂的选择催化还原系统的流程示意图，其中该系统包括基于屏蔽滑动放电的非热表面等离子重整装置。

图3显示了测试实验中氮氧化物转化率随CH₄:NOx比率的变化关系。

具体实施方式