[发明专利]从气态排出物移除NOx

说明书

本申请涉及用于减少在肥料生产中产生的气态排出物中的NOx的方法，所述肥料生产包括在尿素存在下的磷酸盐矿石的酸解，其中所产生的所述气态排出物的NOx组成为70摩尔％至100摩尔％的NO₂和0至30摩尔％的NO，所述方法包括以下步骤：a)使所述气态排出物与臭氧接触0.5至15秒，由此提供所得气体混合物，其中NOx中存在的NO和NO₂被氧化成高价氮氧化物；和b)将高价氮氧化物从所述所得气体混合物移除；其中在所述磷酸盐矿石的酸解期间尿素以基于所述磷酸盐矿石的重量计0.25重量％以下的量存在；并且将臭氧以在0.5至1.4范围内的臭氧/NOx比率添加到所述气态排出物中。

技术领域

本申请涉及从气态排出物移除NOx的技术领域，更特别地从肥料生产中产生的气态排出物移除NOx的技术领域。

背景技术

在肥料生产期间，形成作为不需要的副产物的NO_x气体。由于NO_x可以导致酸雨形成，因此已经提供了数种解决方案来减少这些工业过程中的NOx产生。

虽然添加尿素是众所周知的减少NO_x排放的方法，但是添加尿素导致N₂O排放增加，而N₂O是一种温室气体，对全球变暖的影响远大于CO₂。这些气体对全球变暖的影响由每种气体的全球增温潜势或GWP值表示，所述全球增温潜势或GWP值表示1吨CO₂的影响需要乘以多少倍才能具有与1吨所述气体相同的影响，并且这针对气体已经释放到大气后的100年的时间段。对于N₂O，GWP_(100年)等于298。因此，工业界正在寻找替代的用于减少NO_x的方法，所述方法不增加其他对环境有害的气体或化学品的排放。

由于NO₂是肥料生产所释放的NO_x的主要组分，因此通常对于硝酸磷肥工艺，在可以将气态排出物释放到大气中之前，尤其需要将NO₂从肥料生产所产生的气态排出物除去。来自化肥设备的气态排出物相对较冷，并且通常还包含粉尘颗粒、酸滴、氢氟酸和水，所有这些都可能导致复杂化。

在US 5,985,223中描述了从由金属酸洗过程产生的气态排出物移除SO_x和NO_x。NO_x由60体积％至65体积％的NO和35体积％至40体积％的NO₂组成。气态排出物首先通过第一碱性洗涤器以移除至少一部分NO₂，之后使用臭氧进行氧化。气态排出物随后通过第二碱性洗涤器以移除N₂O₅(其通过用臭氧氧化NO₂形成)。通过第一洗涤器使得NO_x组成更加富含NO。

在US 2005/084436中公开了一种用于从气流移除污染物的方法，所述气流包括来源于任何完全或部分燃烧源、热过程的那些，以及来自化石燃料燃烧锅炉，炉，焚化设备，精炼，石油和石化设备，无机、有机、精细和散装的化学品生产设备的工艺废气。该方法包括以下步骤：将气流进料到预洗涤器中，将来自预洗涤器的气流和臭氧流进料到氧化器区中，将来自氧化器区的气流进料到第一洗涤器中，然后将来自第一洗涤器的气流进料到第二洗涤器中。

这些系统的缺点是使用两个洗涤器，这使得从气态排出物移除NO_x变得复杂并且在经济上没有吸引力。此外，这样的装置占用大量空间，使得难以适应现有设备。

在WO 2016/180676中描述了一种单洗涤器方法，其中使用臭氧将NO_x中存在的NO和NO₂氧化成高价氮氧化物(higher nitrogen oxide)并且使所得气体混合物通过湿式洗涤器来移除高价氮氧化物，从而实现从肥料生产中产生的气态排出物移除NO_x。然而，已经观察到将臭氧添加到排出气体中不足以充分减少来自肥料生产的气态排出物中的NO_x排放。