[发明专利]处理烟气的方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种处理烟气的方法，更具体地，涉及一种通过加入氨来净化(调节)这种烟气的方法。更特别地，本发明涉及一种通过加入氨进行的烟气处理方法，其中，所述氨来源于尿素的水解。

现有技术的描述

众所周知，向烟气中加入氨来除去例如氮的氧化物，所述氮的氧化物在燃烧过程本身中形成。根据下列反应，在存在氧的条件下，氨与氮的氧化物之间的反应导致氮和水的形成：

通过氨水溶液中所含氨的解吸获得的蒸气，把氨气注入待处理的烟气流中，在所述氨水溶液中，氨的浓度约为30重量％。所述氨水溶液必须从生产厂运到使用厂、储存、送到解吸设备中产生要求的氨，然后含氨的剩余水在其处理之前必须中和。

氨溶液目前分类为有毒物质。因此，由于其高挥发性和氨的污染浓度，对于其处理必须遵守一些特别的规定。

为了避免上述问题，已经提出，使用在所述反应条件下可以产生氨的无毒无害化合物。为此，已经使用尿素来产生氨而没有形成多余的副产品。使用尿素作为烟气的调节剂，解决了与高毒性物质的处理和储存相关的问题；但是，为了获得细颗粒的固体尿素并使其均匀注入到烟气流中仍然存在许多问题。

在Von Harpe的US-520688中，也已经提出，使用尿素的水解产物代替固体尿素来作为氨源。通过加热尿素溶液获得这种水解产物。全部水解产物，即碳酸铵、氨基甲酸铵、重碳酸铵和氨，用于NO_x的还原。然而，浓尿素溶液的简单加热不能达到令人满意的水解产物量。上述专利提出了使用碱性或酸性环境或加入催化剂。但是，催化剂或酸性或碱性产物的使用，可能由于在水解阶段和NO_x还原阶段存在所述物料而导致某些问题。

根据US-A-4168299，通过在稀尿素溶液中吸收加压的CO₂，然后排出所吸收的CO₂，可以获得尿素水解产物的去除。这种方法使用稀尿素溶液和加压的CO₂源。

本发明的概述

本发明的一个目的是提供一种通过以非常简便可行的方式向烟气流中注入氨进行烟气调节的方法，该方法可以避免有害物料处理和储存所伴随的问题。

本发明的另一个目的是提供一种就地产生气态氨的方法，其中，可以使用所述氨而不必遵循任何特别的安全规定，并且不用像传统方法所要求的那样，供给、运输和储存大量氨水溶液和有毒有害物料，也不用处置任何废氨水或氨的前体溶液。

通过下列烟气调节方法达到了本发明的这些目的和其它目的，其中，把尿素溶于水中，获得浓尿素溶液，在加压的条件下，通过加热所述浓尿素溶液水解所溶解的尿素，产生氨和二氧化碳的水解产物。用热蒸汽从所述溶液中解吸所述水解产物并注入到烟气流中，同时水解溶液从所述解吸阶段排出，除了淡水以外，再使用其中仍然含有的一些尿素，并溶解新的尿素，送入所述设备中。

待水解的尿素溶液含有约10-70重量％范围内的尿素。所述尿素的水解优选的是在约100-233℃范围内的温度下、在约0.1×10³KPa-3.0×10³KPa范围内的压力下进行。在气态水解产物解吸后，所述水解液仍然含有约1-5重量％的未水解尿素。

附图的简单描述

从与附图相关的下列详细描述，可以更好地理解本发明的这些目的和其它目的及特征，其中：

图1是根据本发明的一个实施方案的方法的示意图。

优选的实施方案的描述

现在参考图1和下面的实验实施例更详细描述本发明。提供所述附图和实施例是为了更好地说明本发明，而不能作为本发明的范围的限制。

如图1所示，把颗粒状或晶体形式的固体尿素引入到具有足够容量的漏斗1中，所述漏斗的容量应能保证至少1天的连续水解操作。通过滚动型喂料器3，把尿素引入到溶解器4中，其中，使用来自工厂界区(plant battery limits)和/或废的冷凝循环的冷凝水形成浓度约40％的尿素溶液。通过搅拌器5的作用促进尿素溶解操作。如果需要，在漏斗1的出口处提供滑阀2。

所获得的尿素/水溶液通过泵6加压到水解器操作压力，并通过预热器7预热到水解温度。根据本发明的一个实施方案，水解器操作条件如下：

压力：1.9×10³KPa

温度：195℃