專利名稱：從燃燒氣流中移除NO_x的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這一方法需要在水解塔(反應(yīng)器)中喂入尿素水溶液或在水解塔(反應(yīng)器)中產(chǎn)生尿素水溶液，在水解塔(反應(yīng)器)中尿素水溶液在壓力下加熱以生產(chǎn)氨、水和二氧化碳的氨氣混合物。在本發(fā)明中，允許改變反應(yīng)器操作壓力和溫度以匹配氨需要量。設(shè)定反應(yīng)器壓力以隨氨需求或反應(yīng)器操作溫度而變化。改變操作壓力，如此正常操作期間，這些氣體的濃度與反應(yīng)器中的溶液的組成保持平衡且等于進料組成的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。在典型方法中，進料溶液在尿素占水40重量％到50重量％的范圍。
背景技術(shù)：
公共事業(yè)和Α/E企業(yè)已對尿素-氨轉(zhuǎn)化的技術(shù)展示強烈關(guān)注。公共事業(yè)逐漸采用尿素作為其SCR項目的無水氨和含水氨的優(yōu)選替代物，其中數(shù)個主要的公共事業(yè)利用尿素-氨的替代物且許多潛在用戶主動評定當前和未來項目的系統(tǒng)。諸如用氨凈化SO2的其他方法正評定尿素-氨的用途。本發(fā)明的改進通過提供顯著降低由尿素生產(chǎn)氨的熱量要求的方法使這更加可行。其他應(yīng)用也正評定降低氨就地儲藏的氨生產(chǎn)的用途。尿素-氨技術(shù)的開發(fā)響應(yīng)對公共事業(yè)控制NOx排放和實施需要氨作為還原劑的SCR項目的大大提高的要求。認為無水氨是危險和有毒的化學(xué)品且受EPA以及OSHA強制實行的嚴格規(guī)定的管理。含水氨，雖然濃度較小，但造成類似的危險，且也逐漸受到地方當局限制的調(diào)控或管理。含水氨作為無水氨的替代物的用途顯著增加化學(xué)品和能量的操作成本，且提高運輸和儲藏的要求。當考慮較稀的水溶液時，這些缺點突出。尿素-氨和其他立 即響應(yīng)尿素-氨系統(tǒng)使用尿素作為原料化學(xué)品且從而完全避免與氨運輸和儲藏相關(guān)的危險。這一方法立即響應(yīng)將尿素溶液轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔饣旌衔镆詽M足NOx控制系統(tǒng)和其他使用氨的系統(tǒng)的動態(tài)要求。在尿素進料濃度為40%下，將最初系統(tǒng)設(shè)計為操作溫度為300 °F且操作壓力為60psig到80psig。較高的尿素進料濃度通過降低蒸發(fā)進料溶液中的水所需的能量來降低操作成本。隨著市場的成熟，較高的溫度設(shè)計和較高的50%尿素進料濃度可降低系統(tǒng)的資金成本以及降低能量消耗。因為尿素的水解速率隨過量水而增加，所以在反應(yīng)器液體中維持適量水對這一方法來說是必要的。然而，喂入50%和50%以上尿素，氨生產(chǎn)速率的潛能將減緩，因為必須考慮用于反應(yīng)的水的減少。Spencer 等人，論文 “Design Considerations for GeneratingAmmonia from Urea for NOx Control with SCRs”，AWMA 2007 Conference 展不當反應(yīng)器保持在恒壓下時，反應(yīng)可利用的水隨溫度的增加而減少。Brooks等人的美國專利6，761，868描述通過控制溫度和壓力來解決這一問題的方法。在本發(fā)明中，不控制反應(yīng)器溫度且隨氨需求或溫度的調(diào)節(jié)壓力。Brooks專利確實展示壓力和溫度將反應(yīng)器中的濃度維持在進料濃度下，但不如本專利申請案所示展示如何可將反應(yīng)器中的濃度維持在獨立于進料濃度的所要的值下。
Cooper等人的美國專利第6，077，491號揭示其中通過熱量維持溫度和壓力以生成產(chǎn)物氣體的方法，但不展示如體將反應(yīng)器中的液體濃度維持在近乎恒定的值下。
Cooper專利和Brooks專利均未展示允許反應(yīng)器中的壓力隨需求變化或隨溫度變化的優(yōu)點。
第二個問題是維持溶液中較高的尿素濃度所需的附加熱量。在40%尿素濃度下，尿素進料系統(tǒng)的熱量跡線要求降低但反應(yīng)器能量消耗增加。
本發(fā)明確定需要考慮的設(shè)計因素以維持反應(yīng)器中的水平衡。這具有氣體生產(chǎn)速率變化期間產(chǎn)物氣體組成保持近乎恒定的優(yōu)點。本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于可操作反應(yīng)器，如此對所有需求條件來說，產(chǎn)物氣體溫度一直高于尿素-氨生成過程的氣體露點計算值。這一結(jié)果出現(xiàn)在較低腐蝕和較長持續(xù)時間反應(yīng)器中。發(fā)明內(nèi)容
簡單來說，本發(fā)明包含一種由尿素生產(chǎn)氨的方法，所述方法包含:
(a)在水解反應(yīng)器中就地加熱尿素或含有雙縮脲或氨基甲酸銨的尿素混合物的水溶液以獲得大體上不含尿素、雙縮脲或氨基甲酸銨的含氣態(tài)氨的產(chǎn)物，通過給反應(yīng)器輸入熱量維持溫度和壓力；
(b)在操作壓力下分離含氣態(tài)氨產(chǎn)物和液相含水反應(yīng)介質(zhì)；
(C)將液相反應(yīng)介質(zhì)保留在反應(yīng)器中以進一步轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氨和二氧化碳，和/或使所述反應(yīng)介質(zhì)的至少一部分再循環(huán)返回到反應(yīng)器-尿素溶解器中，或?qū)⑦M料溶液再循環(huán)到反應(yīng)器中以進一步轉(zhuǎn)化；和
(d)在受控速率下抽出步驟(b)中所分離的含氣態(tài)氨和二氧化碳的產(chǎn)物以滿足需要量；
改進之處在于不控制水解反應(yīng)器中的溫度而允許溫度改變以匹配氨的需要量且隨氨的需要量或反應(yīng)器操作溫度改變壓力。
本發(fā)明進一步包含一種從燃燒氣流中去除氮氧化物的方法，所述方法包含:
(a)在水解反應(yīng)器中就地加熱尿素或含有雙縮脲或氨基甲酸銨的尿素混合物的水溶液以獲得大體上不含尿素、雙縮脲或氨基甲酸銨的含氣態(tài)氨的產(chǎn)物，通過給反應(yīng)器輸入熱量維持溫度和壓力；`
(b)在操作壓力下分離含氣態(tài)氨產(chǎn)物和液相含水反應(yīng)介質(zhì)；
(C)將液相反應(yīng)介質(zhì)保留在反應(yīng)器中以進一步轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氨和二氧化碳，和/或使所述反應(yīng)介質(zhì)的至少一部分再循環(huán)返回到反應(yīng)器-尿素溶解器中，或?qū)⑦M料溶液再循環(huán)到反應(yīng)器中以進一步轉(zhuǎn)化；
(d)在受控速率下抽出步驟(b)中所分離的含氣態(tài)氨和二氧化碳的產(chǎn)物；和
(e)使含氣態(tài)氨產(chǎn)物與燃燒氣流以大體上匹配所述燃燒氣流中氮氧化物去除的需要量的速率接觸；
改進之處在于不控制水解反應(yīng)器中的溫度而允許溫度改變以匹配氨的需要量且隨氨的需要量或反應(yīng)器操作溫度而改變壓力。
通過調(diào)控加到水解反應(yīng)器上的熱量使溫度匹配氨的需要量。使用來自諸如消耗氨的化學(xué)反應(yīng)的氨需求源(例如含NOx燃燒氣流)的需求信號來打開和關(guān)閉反應(yīng)器分支的限制從而允許產(chǎn)物氣體流量匹配氨需要量。當氨的需要量增加時，諸如當燃燒氣流中所存在的NOx量增加時，通常打開水解反應(yīng)器的氨氣分支管線中的閥門來增加氣體流量。同樣，如果需求降低，那么關(guān)閉閥門。給定操作溫度下需求的增加將引起反應(yīng)器中的壓力減小且需求的減小將引起壓力增加。就此，如果壓力減小，那么反應(yīng)器的熱量輸入增加，且如果壓力增加，那么熱量輸入減小。因為反應(yīng)過程的吸熱性質(zhì)和水蒸發(fā)的熱量，熱量輸入的減小將降低反應(yīng)器溫度且熱量輸入的增加將增加反應(yīng)器溫度。在本發(fā)明之前，通過控制反應(yīng)器的熱量輸入隨操作溫度或需求的變化將壓力維持在恒定值下。在本專利申請案的這一改進方法中，不是將壓力維持恒定而是根據(jù)氨需求或反應(yīng)器溫度調(diào)節(jié)壓力。實踐中，這可通過建立壓力設(shè)定點來實現(xiàn)。在現(xiàn)有技術(shù)中，將壓力維持恒定。但在本發(fā)明的改進方法中，壓力設(shè)定點隨溫度或氨需求而變化以在水解反應(yīng)器中維持所要的或預(yù)定的水量。調(diào)節(jié)熱量輸入以使反應(yīng)器壓力匹配新的設(shè)定點，這接著引起溫度變化。實踐中，找出在反應(yīng)器中產(chǎn)生近乎恒定的水平衡的迭代程序。以下討論用于更好地說明本發(fā)明所提供的改進的重要意義。


圖1展示氨生成速率隨溫度變化且隨溫度指數(shù)式增加的曲線圖。圖2和3展示40 %和50 %尿素進料溶液下尿素-氨基甲酸鹽的平衡濃度。圖4展示存在和不存在逸度的情況下40%和50%進料溶液下的露點。展示水露點線供參考。

圖5展示典型反應(yīng)器的橫截面。圖6展示執(zhí)行本發(fā)明的方法控制狀態(tài)。圖7和8展示40%和50%進料溶液下隨溫度變化在反應(yīng)器中維持恒定的20%、30%、40%和50%的濃度所需的壓力。圖9展示壓力設(shè)定點下操作線的實例。
具體實施例方式水平衡250 0F到400 0F的操作溫度和30psig到180psig的操作壓力下，反應(yīng)器液體溶液中所保持的氨和二氧化碳的濃度相對較低。假定理想氣體特性，可使用拉烏爾定律(Raoult; s law)和道爾頓定律(Dalton' s law) 了解溶液的平衡。拉烏爾定律陳述理想溶液中各組分的蒸氣壓與個別組分的蒸氣壓和溶液中所存在的組分的摩爾分數(shù)相關(guān)。當溶液處于化學(xué)平衡時，溶液的總蒸氣壓為:P 溶液=(Pi)純 Xi+(P2)純父2.......
其中(Pi) @是純組分的蒸氣壓且Xi是溶液中組分的摩爾分數(shù)。為計算氨生成過程中的水平衡，將溶解于反應(yīng)器溶液中的尿素和氨基甲酸銨視為已具有零蒸氣壓。
道爾頓定律陳述氣體混合物的總壓力是混合物中各氣體的分壓的和。道爾頓定律可表示為P = PA+PB+...，其中P1是氣體J的分壓，且P是混合物的總壓。
分壓定義為:
Pj = YjP
其中h是氣體J的摩爾分數(shù)，其摩爾量占混合物中所存在的氣體分子的摩爾總數(shù)的比率。對這個定義來說，任何種類的氣體的混合物的總壓是其分壓的和。
P,6= PJPdP3 …=Y1P 總+y2P 總+y2P 總+…
基于以上所述，可估計一定溫度范圍內(nèi)反應(yīng)器溶液中尿素-氨基甲酸鹽的平衡濃度。圖2和3展示40%和50%尿素進料溶液下典型操作壓力和溫度下尿素-氨反應(yīng)器中所估算的平衡尿素-氨基甲酸鹽濃度。
這些圖展示當反應(yīng)器的操作溫度增加時，必須增加標稱操作壓力來保持反應(yīng)器中過量水以繼續(xù)促進水解反應(yīng)。
對設(shè)計在40%尿素進料濃度下315 0F的最高溫度下和60psig的操作壓力下操作的尿素-氨反應(yīng)器來說，圖2展示反應(yīng)器中尿素-氨基甲酸鹽濃度將為溶液的約50%。在最小負荷(10% )和較低反應(yīng)器溫度下，在60psig操作壓力下尿素-氨基甲酸鹽濃度下減小到約20%。
在大部分循環(huán)設(shè)施的公用應(yīng)用中，典型的控制范圍為約33%到100%負荷，在此情況下，反應(yīng)器母液尿素-氨基甲酸鹽濃度從38 %變化到50 %，且維持過量水(62 %到50% )。對Allegheny Energy的商業(yè)性示范單元來說,在80psig的恒壓設(shè)定點、36%尿素進料和295 T的典型最高操作溫度下操作，尿素-氨基甲酸鹽濃度在15 %到25 %范圍內(nèi)。另一臺商業(yè)設(shè)備第一年作業(yè)期間，在40%的進料溶液高達305 °F的溫度下操作和在60psi的恒壓設(shè)定點下操作，尿素、氨基甲酸鹽和尿素甲醛化合物的測量濃度在44%到57%范圍內(nèi)。這兩個單元是典型的日循環(huán)鍋爐且實地測量與所估算的水平衡具有良好的一致性。
在減小的操作壓力下，尿素-氨基甲酸鹽濃度將增加而水減少到水不夠的極限。在此情況下，水解反應(yīng)的速率也將減小且需要較高的溫度操作來維持氨生產(chǎn)。對這種情況來說，需要增加反應(yīng)器操作壓力而同時如接下來的部分所討論考慮壓力對產(chǎn)物氣體露點溫度的影響。
尿素-氨反應(yīng)器:露點
露點因素`
應(yīng)建立尿素-氨反應(yīng)器以在露點小于正常最小操作溫度的壓力下操作以避免增加系統(tǒng)中總體腐蝕速率的冷凝產(chǎn)物。正常設(shè)計中所包括的腐蝕裕度(corrosionallowance)允許露點以下的擴展操作，但推薦將操作維持在露點以上。本發(fā)明的操作程序允許這在比先前可獲得的大的操作范圍內(nèi)實現(xiàn)NH3-CO2-H2O氣體系統(tǒng)的相平衡因素允許如以下所解釋隨壓力和濃度變化確定露點溫度。
估算氣體混合物的露點
以下所給的算法提供適合計算由氣體混合物NH3-CO2-H2O冷凝的露點溫度的程序。
在NH3-CO2-H2O的技術(shù)文獻和特定描述尿素生產(chǎn)的文章中可見性質(zhì)估算的等式且在寬范圍的溫度和壓力(包括尿素-氨系統(tǒng)中所使用的溫度和壓力)內(nèi)有效。
對產(chǎn)物氣體與反應(yīng)器液體的平衡來說，液相濃度的測定假定液體中尿素、氨基甲酸鹽和脲甲醛物質(zhì)的存在并不并入其他非理想狀態(tài)，即，尿素于水中的溶液與氨以與假設(shè)液體中僅存在水的相同的方式相互作用。為進一步精確這些計算值，將須并入液相中尿素和其他離子型物質(zhì)的活性系數(shù)。所給出的這一算法是:已知T和y，且必須求出P和X。以如下等式開始:XiYiPisat = YiOiP其中:Yi是氣相中組分的濃度Oi是氣相中 組分i的逸度系數(shù)(y、P和T的函數(shù))P是總壓Xi是液相中組分i的濃度Y i是液相中組分i的活性系數(shù)(X和T的函數(shù))P廠是溫度T下組分i的飽和蒸氣壓。Psat僅當組分低于其臨界狀態(tài)時才有效。因為氨超過其臨界溫度和壓力，所以必須使用并入Oi的逸度等式。使用MATLAB 6.5找出迭代解決方案以產(chǎn)生圖4中所示的數(shù)據(jù)，圖4含有存在和不存在逸度的情況下露點的曲線(MATLAB 6.5在存在逸度的情況下)。不存在逸度的情況下的露點也使用無逸度因素的拉烏爾定律更簡單點估算露點。在以下圖4中將兩者的結(jié)果與水露點比較。如將預(yù)期，尿素-氨產(chǎn)物分支氣體的露點小于純水。當考慮逸度以說明水、氨與二氧化碳之間的相互作用時，估算稍高的露點。尿素-氨反應(yīng)器的操作環(huán)境大部分尿素-氨反應(yīng)器在受控的恒定液面下操作，如以下圖5中所示，產(chǎn)生固定的液體空間和蒸氣空間。將反應(yīng)器中的壓力控制在標稱40psig到120psig下，同時使溫度隨生產(chǎn)速率在250 °卩到315 °F內(nèi)變化。反應(yīng)器液體通常含有15-50%尿素、0-18%較高的尿素衍生物和3-6%氨。在超過250 T的溫度下，液體中即刻形成的任何氨基甲酸銨分解為氨和二氧化碳且因此反應(yīng)器母液中將存在極小濃度(1-2% )的氨基甲酸銨。其余為水。由圖2中的圖可推導(dǎo)出如果產(chǎn)物氣體處于80psig(40%尿素溶液進料)，那么只要超過296 °F，氣體就不會冷凝。另一方面，對50%尿素溶液進料來說，氣體組成不同且只要溫度超過275 0F，這一產(chǎn)物(在SOpsig下)就不會開始冷凝。在低負荷下，反應(yīng)器中產(chǎn)物氣體溫度(250-275 T )可在氣體混合物露點以下在80psig的操作壓力下操作。在這一操作范圍內(nèi)，每當其與更冷的表面接觸時，水中的弱氨化溶液冷凝析出氣流。對反應(yīng)器內(nèi)部的檢查已展示所述液體冷凝污染氣體側(cè)反應(yīng)器表面。冷表面上的這些冷凝蒸氣也造成對氣體側(cè)的稍高的腐蝕速率且因此應(yīng)使其最小化，通過調(diào)節(jié)操作壓力可能實現(xiàn)。通過使用本發(fā)明的程序，避免冷凝。通過設(shè)計尿素-氨反應(yīng)器在避免露點的氣體側(cè)條件下和小于400 T的溫度下操作，歸因于散熱因素，對反應(yīng)器容器和管道的316L SS材料和一些儀器和閥門的更多的專用材料來說，已獲得小于3密耳/年的令人滿意的腐蝕速率。對本發(fā)明來說，避免腐蝕的操作范圍增大。
向反應(yīng)過程提供熱量以維持壓力，其中設(shè)定壓力隨溫度或氨需求而變化。也可通過使用反應(yīng)器溫度隨氨需求而變化的關(guān)系使用需求信號設(shè)定壓力，即，溫度T將遵循如下關(guān)系:
T = _b/k(ln(G/A))，其中G是生成速率(每單位時間的數(shù)量)且B、k和A是常數(shù)。
根據(jù)關(guān)系P = f (T)調(diào)節(jié)壓力設(shè)定點，其中選擇函數(shù)以維持反應(yīng)器中所溶解的固體的相對恒定的濃度。圖7和8展示維持恒定溶液濃度的壓力和溫度的理論關(guān)系?？捎蛇@些曲線或由隨溫度和壓力變化的實測濃度找出函數(shù)f (T)。小規(guī)模試驗數(shù)據(jù)展示在較高的溶液濃度附近操作使給定的反應(yīng)器液體體積更大程度上增加直到反應(yīng)變得缺水的程度。任何高于78%的溶液將不具有足夠的水來完成水解。
在水解反應(yīng)器中喂入尿素溶液或在水解反應(yīng)器中產(chǎn)生尿素溶液且將尿素定量轉(zhuǎn)化為氨和二氧化碳以產(chǎn)生與所轉(zhuǎn)化的進料溶液化學(xué)計量上等價的氨、二氧化碳和水蒸氣產(chǎn)物氣體。提供熱量以維持反應(yīng)器中的溫度和壓力。本發(fā)明的改進在于隨反應(yīng)器中的生成速率或溫度的變化調(diào)節(jié)反應(yīng)器中的壓力。以反應(yīng)器中的過量水隨氨生成速率的變化保持相對均一的值的方式調(diào)節(jié)壓力，其中允許調(diào)節(jié)溫度來滿足氨需求。
以下實例僅出于說明的目的。
實例
實例I
在實例I中，在反應(yīng)器中喂入40%進料溶液或通過喂入尿素、濃尿素及單獨的水或蒸汽流在反應(yīng)器中產(chǎn)生40%進料溶液。(通常使無水尿素變成顆粒且涂布甲醛。)提供加熱器以加熱反應(yīng)器中的溶液。調(diào)節(jié)熱量輸入以將反應(yīng)器中的壓力維持在設(shè)定壓力設(shè)定值下。最初，將壓力設(shè)定值設(shè)定在以30psia以上的值開始。當加熱反應(yīng)器生成30psia氣體，則根據(jù)圖7中所示的數(shù)據(jù)將壓力設(shè)定點設(shè)定在對應(yīng)于反應(yīng)器溫度的壓力下。這可通過多種方法實現(xiàn)，諸如查表或通過由擬合圖7中數(shù)據(jù)的等式計算。最初針對方法選擇所要的溶解含量，諸如30%。這將向尿素提供大大過量的水且給予反應(yīng)器中的溶液低的鹽析出溫度。打開或關(guān)閉反應(yīng)器分支閥門以匹配所要的氨生成速率。根據(jù)需要增加或減少輸入反應(yīng)器的熱量以將反應(yīng)器維持在壓力設(shè)定點下。因為在較高的負荷下需要較高的溫度以產(chǎn)生氣體，所以在較高的需求下將需要輸入較多的熱量且反應(yīng)器的溫度將自動調(diào)節(jié)以將壓力維持在壓力設(shè)定點下。當氣體從反應(yīng)器抽出的速率改變時，根據(jù)所需求的速率或隨反應(yīng)器溫度變化將壓力設(shè)定點調(diào)節(jié)到新值。當溫度增加時，壓力設(shè)定點增加，這將引起向反應(yīng)器中輸入較多的熱量，這將有助于快速使系統(tǒng)達到新的較高生產(chǎn)速率。當需求減少時，壓力將開始升高從而引起熱量輸入減少。這一方法使用熱量是因為這一方法的反應(yīng)吸熱且因為水的蒸發(fā)。當使用熱量時，反應(yīng)器溫度降低?，F(xiàn)在這將導(dǎo)致壓力設(shè)定點降低。由于設(shè)定壓力設(shè)定點降低，所以對熱量輸入的控制將進一步降低輸入反應(yīng)器的熱量，這將進一步允許溫度降低還原氣體的產(chǎn)生以匹配新的需要量。
在這一實例中，將恒定進料濃度喂入反應(yīng)器中或在其中產(chǎn)生且允許反應(yīng)器的操作溫度改變以滿足氨需要量。
通過這一實例中所呈現(xiàn)的模式操作存在數(shù)個優(yōu)點。一個優(yōu)點在于分支氣體組成隨氨需求的增加和降低可保持近乎恒定。當反應(yīng)器在恒定壓力和恒定進料濃度下操作時，負荷增長期間氣體產(chǎn)物中通常將存在過量水且負荷減少期間產(chǎn)物氣體中水不足直到反應(yīng)器中獲得新的水平衡為止。僅在逐漸減緩的改變中，水才保持與固定的壓力設(shè)定點平衡。因為允許調(diào)節(jié)壓力來匹配操作溫度，所以離開反應(yīng)器的氣體組成可保持處在對于喂入或在反應(yīng)器中產(chǎn)生的進料濃度而言為平衡值的組成下。對這一方法來說，在反應(yīng)器中維持更恒定的水平衡以產(chǎn)生更恒定的分支氣體組成而無須如Brooks等人所述改變進料濃度。改變進料濃度以匹配需要很困難，這是由于將尿素與水混合并溶解需要時間和熱量。另一優(yōu)點在于給定的分支閥門獲得更大的動態(tài)控制范圍?；鹃y門流動方程是
權(quán)利要求
1.一種通過由尿素生產(chǎn)氨從而利用氣態(tài)氨從燃燒氣流中移除NOx的方法，所述由尿素生產(chǎn)氨的方法包含: (a)在水解反應(yīng)器中就地加熱液相反應(yīng)介質(zhì)，所述液相反應(yīng)介質(zhì)包含尿素水溶液或者包含含有雙縮脲或氨基甲酸銨的尿素混合物的水溶液，以獲得大體上不含尿素、雙縮脲或氨基甲酸銨的含加壓的氣態(tài)氨和二氧化碳的產(chǎn)物； (b)在當前壓力下將所述含氣態(tài)氨和二氧化碳的產(chǎn)物與所述液相反應(yīng)介質(zhì)分離； (c)將所述液相反應(yīng)介質(zhì)保留在所述反應(yīng)器中以進一步轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氨和二氧化碳，同時將額外的水溶液供給至所述反應(yīng)器中；和 (d)以滿足用于從燃燒氣流移除NOx的變化的氨需要量的受控速率抽出步驟(b)中所分離的所述含氣態(tài)氨和二氧化碳的產(chǎn)物； 其中當將所述反應(yīng)器內(nèi)的壓力維持在介于最大值和最小值之間的范圍時，允許操作壓力響應(yīng)于氨需求量的改變從而在所述范圍內(nèi)改變至新的設(shè)定點，以及隨著允許溫度改變以匹配所述需求量，調(diào)節(jié)熱量輸入以維持所述壓力設(shè)定點藉此在所述反應(yīng)器中維持更恒定的水平衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過壓力-溫度關(guān)系而維持反應(yīng)器中與產(chǎn)物氣體相平衡的所述溶液濃度，從而使得所述產(chǎn)物氣體的溫度始終高于所述產(chǎn)物氣體的露點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中進料溶液在20%到72%尿素的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述溶液是通過供給尿素或濃尿素和獨立水源而在所述反應(yīng)器中產(chǎn)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中從所述反應(yīng)器抽出溶液以備用或混合以制造用于所述反應(yīng)器的尿素進料溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中操作溫度從110V (230 T )變化到288 0C (550 0F )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述尿素水溶液或尿素混合物的水溶液并不具有甲醛或甲醛化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述尿素水溶液或尿素混合物的水溶液具有甲醛或甲醛化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及從燃燒氣流中移除NOx的方法。該方法通過由尿素生產(chǎn)氨從而利用氣態(tài)氨實現(xiàn)。由尿素生產(chǎn)氨的方法包括(a)在水解反應(yīng)器中就地加熱液相反應(yīng)介質(zhì)，所述液相反應(yīng)介質(zhì)包含尿素水溶液或者包含含有雙縮脲或氨基甲酸銨的尿素混合物的水溶液，以獲得不含尿素、雙縮脲或氨基甲酸銨的含加壓的氣態(tài)氨和二氧化碳的產(chǎn)物，等等；當將所述反應(yīng)器內(nèi)的壓力維持在介于最大值和最小值之間的范圍時，允許操作壓力響應(yīng)于氨需求量的改變從而在所述范圍內(nèi)改變至新的設(shè)定點，以及隨著允許溫度改變以匹配所述需求量，調(diào)節(jié)熱量輸入以維持所述壓力設(shè)定點藉此在所述反應(yīng)器中維持更恒定的水平衡。采用該方法可操作反應(yīng)器，避免增加系統(tǒng)中總體腐蝕速率的冷凝產(chǎn)物。
文檔編號C01C1/02GK103183360SQ20131009487
公開日2013年7月3日 申請日期2008年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者赫伯特·W·斯潘塞三世, H·詹姆斯·彼得斯, 威廉·G·漢金斯, 藤田環(huán) 申請人:Ec&C科技公司