[发明专利]排放控制系统及其方法

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及用于排放物控制的系统及方法，尤其涉及关于氮氧化物及三氧化硫排放控制系统及其方法。

背景技术

[0002]从例如发电厂所使用的煤炭燃烧炉或锅炉所排放的废气，可能含有各种不同的气体，视所燃烧的煤炭种类而定。上述这些气体中之部分气体，其可排放至环境中的数量是有规定的。例如，氮氧化物可排放至大气中的数量便有限制。

[0003]为了降低氮氧化物排放至环境中的数量，选择型催化反应器已被加入例如位于发电厂的煤炭燃烧炉或锅炉的废气系统。氨被喷入选择型催化反应器(SCR)中，并与废气排放物中的氮氧化物混合，以生成纯氮及水，以减少氮氧化物的排放量。

[0004]不幸地，这种以在例如发电厂中的煤炭燃烧炉或锅炉添加选择型催化反应器以降低氮氧化物的样式翻新，也会导致可见的排放物，如已知的“蓝烟”(blue plume)。此开始于排放废气中相对小部分的二氧化硫氧化为三氧化硫。三氧化硫及水蒸气立即结合形成酸雾。少量的水蒸气(含量可能够也可能不够将足够的三氧化硫转变为酸雾而成为可见的)，可从来自燃烧空气中的湿气以及煤炭中少量氢的燃烧产物的废气所提供。如果于废气中的水分不足，于三氧化硫与大气中的湿气结合后，蓝烟也许会于工厂烟囱的下游形成。最后，如果工厂有湿式二氧化硫洗烟塔，那里会有大量的湿气，将高比率的三氧化硫转变成酸雾，并且大部分的雾会从洗烟塔逸散。湿气来源只能控制酸雾在何处形成以及将如何被看见。

[0005]于任何一个情况中，形成的硫酸雾可以酸雨形式降至地球表面。三氧化硫或蓝烟对健康长期的影响，并非周知。二氧化硫催化反应成三氧化硫以及从而产生酸雾的量，占所燃烧煤炭的硫量是相对低比率的。不过，蓝烟问题仍然引起重大的关注，此可由俄亥俄州赤郡城镇的大部分地区被美国电力公司(AEP)所购买而证明，因为蓝烟由位于赤郡镇上风处的AEP发电厂排放。

[0006]几种用来实质上消除因为三氧化硫所产生的酸雾与所伴随蓝烟的方法已被提出，经报导，至少有一种是成功的。该法包括将氨(以比在SCR所使用为高的剂量)喷注至废气中，废气在喷注点的温度已经被降到约250-300°F(虽然喷注有时是以比较高的温度进行)。在此温度，氨立即与三氧化硫反应形成几种可能的化合物，最著名的是硫酸铵及硫酸氢铵。通过本反应的上述这些化合物形成，可捕捉非常高比率的三氧化硫，因此排除酸雾的转换及蓝烟的形成。

[0007]此控制蓝烟的方法，虽然很有效率，但是有几项缺点。首先，使用大量的氨构成相当的花费。其次，如果喷注的氨量不足，反应所生成的主要是硫酸氢铵，硫酸氢铵在这些温度下是一种非常黏而且稍微呈液态的物质。硫酸氢铵会在下游设备快速累积并且引起操作上的问题。最后，即使使用足够的氨来确保主要是生成硫酸铵(干粉)，上述这些氨化物均与飞灰一起被收集且有害于飞灰的质量。飞灰的最有利使用(价值最高且最大量)是在于混凝土，作为波特兰水泥的部分替代物。即使有时因SCR使用所产生的较少量氨化物，仍然会对飞灰的使用造成问题。来自以氨喷注所进行蓝烟控制的这些远远较大量的化合物，则使得飞灰完全无法使用。无法使用的飞灰通常被弃置于垃圾掩埋场，然而，由于许多氨化物(例如硫酸铵)是水溶性的，目前仍不清楚包含大量上述这些化合物的飞灰是否适合用掩埋处置。

发明内容

[0008]一种根据本发明实施方式之控制一或多种排放物的方法，包括引进氨，以与废气排放物中至少一部分的三氧化硫反应及生成至少一或多种氨化物。使废气排放物中至少一部分飞灰颗粒及氨化物沉淀。来自经沉淀氨化物中的至少一部分氨，是以来自废气排放物的热来回收，且该经回收的氨被再次使用。

[0009]一种根据本发明其它实施方式之控制一或多种排放物的系统，包含第一氨传送系统、沉淀系统、回收系统、以及再供应系统。第一氨传送系统与废气系统相连接，以引进氨与废气排放物中至少一部分三氧化硫反应，并且形成至少一或多种氨化物。沉淀系统沉淀废气排放物中至少一部分飞灰颗粒与氨化物。回收系统以来自废气排放物的热，从经沉淀氨化物回收至少一部分的氨。再供应系统供应经回收的氨至第一氨传送系统。