專利名稱：利用蓄熱式熱回收方式的選擇性催化劑及無催化劑還原裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理氮氧化物的蓄熱式還原裝置，更詳細地說，涉及把廢氣中存在的氮氧化物直接還原或催化還原，同時回收并重新利用在進行所述還原時產(chǎn)生的熱的蓄熱式還原裝置。
背景技術(shù)：
從防止公害的角度上考慮，一般發(fā)電廠、鍋爐、焚化爐、燒成爐等燃料燃燒設(shè)備產(chǎn)生的污染物質(zhì)中代表性的污染物質(zhì)-氮氧化物不能直接向大氣中排放，所以氮氧化物是需要除去的物質(zhì)。特別是因為所述氮氧化物具有引起呼吸器官障礙、產(chǎn)生對人體有害的光化學(xué)煙霧等，而引發(fā)嚴重的環(huán)境污染問題。
迄今為止，人們?yōu)樘幚硭龅趸?，改進了利用非過?？諝獾娜紵叭紵郎囟日{(diào)節(jié)等的燃燒方法，或利用洗凈技術(shù)、選擇性催化劑還原技術(shù)、選擇性無催化劑還原技術(shù)等處理氮氧化物。
但是，容易應(yīng)用的大部分技術(shù)僅表現(xiàn)出20-60％的低的除去氮氧化物的效率，可以高效率地除去氮氧化物的選擇性催化劑還原技術(shù)也需要高的運轉(zhuǎn)費用來維持200-400度的運轉(zhuǎn)溫度。而且，在可用小規(guī)模設(shè)備高效率地除去氮氧化物的選擇性無催化劑還原技術(shù)的情況下，很難維持工業(yè)規(guī)模設(shè)備的溫度，故其除去效率低。為維持750-1200度的反應(yīng)溫度，需要高的運轉(zhuǎn)費用，因此，可應(yīng)用于工業(yè)規(guī)模的設(shè)備的例子還很少見。
為減小所述的因反應(yīng)溫度而使運轉(zhuǎn)費用增加的問題，開發(fā)了通過在廢氣流入的地方設(shè)置蓄熱材料，然后使所述被處理的廢氣通過蓄熱材料并排出來回收廢熱，并利用所述回收的廢熱預(yù)熱待處理的氣體的蓄熱式燃燒裝置。
用這樣的蓄熱式燃燒法進行的污染物的處理，最大限度地回收了已被處理的氣體的廢熱，并將其用于預(yù)熱流入蓄熱式還原裝置的待處理氣體，為使所述廢熱的回收最大化，不使用換熱器，而把陶瓷等的蓄熱材料直接同待反應(yīng)處理成高溫干凈的氣體接觸，回收廢熱。
作為這樣的一個例子，韓國實用新型專利第0312741號作為焚燒處理包含有機化合物的有害氣體的設(shè)備，公開了在反應(yīng)室下部設(shè)置陶瓷蓄熱介質(zhì)，并設(shè)置有害氣體流入管及干凈空氣排出管，和通過各自的閥連通關(guān)閉蓄熱室1及蓄熱室2的蓄熱式還原設(shè)備；韓國專利公報專1998-082082號公開了把有機廢水和揮發(fā)性有機化合物同空氣混合后，在蓄熱式火化爐燒毀為特征的蒸發(fā)蓄熱式燒毀工藝流程；韓國專利公報專2003-0041649號公開了以處理在生產(chǎn)工序中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機化合物的蓄熱式催化劑氧化燃燒裝置(RCO)構(gòu)成的蓄熱式燃燒裝置。
但是，所述方法都是為了除去作為碳氫化合物的一種揮發(fā)性有機化合物及/或惡臭的方法，在燃燒去除所述待處理的揮發(fā)性有機化合物及/或惡臭時，存在大氣中的氮同氧結(jié)合生成氮氧化物的問題，因此屬于用單純的氧化工序處理污染物的方法，不適合用于處理氮氧化物。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明者們在持續(xù)研究處理含有氮氧化物的廢氣中發(fā)現(xiàn)，在處理揮發(fā)性有機化合物及/或惡臭等的同時，在為減小燃料費而使用的蓄熱式燃燒裝置上設(shè)置供給還原劑的機構(gòu)及/或催化劑層等，可把氮氧化物還原為氮，從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明是為了克服所述問題點而提出的，其技術(shù)課題是提供通過還原處理含有氮氧化物的廢氣，將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮，同時回收從還原裝置排出的已被處理的氣體的廢熱，并用其預(yù)熱流入還原裝置的待處理氣體，從而減小維持運轉(zhuǎn)費用的還原裝置。
為達到所述目的，本發(fā)明提供，在至少兩個以上的蓄熱式底座的內(nèi)部設(shè)置可向待處理氣體供給還原劑的還原劑供給機構(gòu)及/或催化劑層，并具備回收被還原處理的氣體的廢熱的蓄熱層的蓄熱式還原裝置。
并且，本發(fā)明提供在待處理氣體流入所述至少兩個以上的蓄熱式底座中的催化劑層的移動路徑上設(shè)置還原劑供給機構(gòu)，并能回收被還原處理的氣體的廢熱的蓄熱式還原裝置。


圖1是表示本發(fā)明的包含第一還原劑供給機構(gòu)的三底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示本發(fā)明的包含第一還原劑供給機構(gòu)以及催化劑層的三底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示本發(fā)明的包含第一還原劑供給機構(gòu)的二底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是表示本發(fā)明的包含第一還原劑供給機構(gòu)的其它形式的二底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是表示本發(fā)明的包含第一還原劑供給機構(gòu)及催化劑層的二底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示本發(fā)明的包含第二還原劑供給機構(gòu)的三底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖7是表示本發(fā)明的包含第二還原劑供給機構(gòu)及催化劑層的三底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是表示本發(fā)明的包含第二還原劑供給機構(gòu)的二底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖9是表示本發(fā)明的包含第二還原劑供給機構(gòu)的其它形式的二底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖10是表示本發(fā)明包含第二還原劑供給機構(gòu)及催化劑層的二底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖。
附圖中主要部分的符號說明2第一蓄熱式底座4第二蓄熱式底座6第三蓄熱式底座8燃燒器
10反應(yīng)室12蓄熱層14第一還原劑供給機構(gòu)16噴嘴18催化劑層20a第一排出風門20b第二排出風門20c第三排出風門22a第一流入風門22b第二流入風門22c第三流入風門24a第一凈化風門24b第二凈化風門24c第三凈化風門26廢氣流入口28空氣流入口30已被處理的氣體的排出口32送風機34緩沖箱36第二還原劑供給機構(gòu)38a第一閥38b第二閥38c第三閥40還原劑箱具體實施方式
一方面，本發(fā)明提供處理含有氮氧化物的廢氣的蓄熱式還原裝置，該裝置包括含有氮氧化物的廢氣流入的廢氣流入口26；在所述廢氣流入口26上連接設(shè)置的、使所述廢氣流入蓄熱式底座2，4，6的流入風門22a，22b，22c；在所述各流入風門22a，22b，22c上連接設(shè)置的、在其內(nèi)部具備從已被處理的氣體回收熱的蓄熱層12及供給還原劑的第一還原劑供給機構(gòu)14的至少兩個以上的蓄熱式底座2，4，6；在所述第一還原劑供給機構(gòu)14上連接設(shè)置的、在其內(nèi)部填充有還原劑的還原劑箱40；在所述各蓄熱式底座2，4，6的一側(cè)上連接設(shè)置的、用于還原流入的含有氮氧化物廢氣的反應(yīng)室10；在所述蓄熱式底座2，4，6的一側(cè)上分別連接設(shè)置的、向外部排出在所述反應(yīng)室10中被還原處理的氣體的排出風門20a，20b，20c；在所述排出風門20a，20b，20c上連接設(shè)置的、向外部排出已被處理的氣體的排出口30及在所述蓄熱式底座2，4，6的一側(cè)上連接設(shè)置的、凈化在蓄熱式底座2，4，6中殘存的廢氣的凈化風門24a，24，b，24c。
另一方面，本發(fā)明提供處理含有氮氧化物的廢氣的蓄熱式還原處理方法。該方法包括I)使含有氮氧化物的廢氣通過至少兩個以上的蓄熱式底座中的一個蓄熱式底座的蓄熱層，并供給還原劑后，使其流入反應(yīng)室的步驟；II)還原流入所述反應(yīng)室的含有氮氧化物廢氣的步驟；III)使所述被還原處理的氣體通過所述含有氮氧化物的廢氣流入的蓄熱式底座之外的另一蓄熱式底座，并向外部排出，由此在蓄熱層內(nèi)回收廢熱的步驟；IV)用包含所述回收了廢熱的蓄熱層的蓄熱式底座把流入的含有氮氧化物的廢氣預(yù)熱并供給還原劑后，使其流入反應(yīng)室的步驟；V)還原流入所述反應(yīng)室的含有氮氧化物的廢氣的步驟；以及，VI)重復(fù)所述步驟II)到V)步驟的步驟。
本發(fā)明的蓄熱式還原裝置可采用能還原處理含有氮氧化物的廢氣，從所述被還原處理的氣體回收廢熱，并用其預(yù)熱流入的含有氮氧化物的廢氣的任何結(jié)構(gòu)的裝置，但具備至少兩個以上包含能回收廢熱的蓄熱層和向含有氮氧化物的廢氣供給還原劑的還原劑供給機構(gòu)及/或催化劑層的底座，并優(yōu)選在所述底座的一側(cè)上連接設(shè)置反應(yīng)室，更優(yōu)選的是，在處理印刷、印章及其他涂層等的烤箱及其他化學(xué)工藝流程中，在用于處理產(chǎn)生的揮發(fā)性有機化合物或有機性惡臭等的蓄熱式燃燒裝置(RTO，Regenerative Thermal Oxidizer)中設(shè)置并使用還原劑供給機構(gòu)及/或催化劑層。
本發(fā)明的蓄熱式還原裝置的特征在于，設(shè)置至少兩個以上的包含蓄熱層及/或催化劑層的底座，在流入所述底座的含有氮氧化物的廢氣的移動路徑上設(shè)置供給還原劑的還原劑供給機構(gòu)，以便能在流入所述底座的廢氣中混合還原劑。
在這里，本發(fā)明的蓄熱式還原裝置包含至少兩個以上的底座，在本發(fā)明中可特定指稱由兩個底座構(gòu)成的蓄熱式還原裝置為二底座型蓄熱式還原裝置，而由三個底座構(gòu)成的蓄熱式還原裝置為三底座型蓄熱式還原裝置。
本發(fā)明的待處理氣體是含有氮氧化物的廢氣，在本發(fā)明中可把包含所述氮氧化物的廢氣指稱為“廢氣”。
本發(fā)明的蓄熱式還原裝置的蓄熱式底座，在其內(nèi)部可具備蓄熱層及/或供給還原劑的還原劑供給機構(gòu)，根據(jù)需要還可具備催化劑層。在這里，所述還原劑供給機構(gòu)可不在所述蓄熱式底座的內(nèi)部設(shè)置，而可在流入含有氮氧化物的廢氣的流入口的后方連接設(shè)置。
并且，本發(fā)明的蓄熱式還原裝置在利用只具備所述蓄熱層及/或還原劑供給機構(gòu)的蓄熱式底座處理含有氮氧化物的廢氣的情況下，反應(yīng)室的溫度維持在750-1200度，最好是維持在800-1100度，在利用同時具備所述蓄熱層及/或還原劑供給機構(gòu)和催化劑層的蓄熱式底座處理含有氮氧化物的廢氣的情況下，反應(yīng)室的溫度維持在200-500度，最好是維持在300-400度。
一方面，本發(fā)明的還原劑可以是把氮氧化物還原為氮的一般的還原劑，例如，氨(NH3)，尿素或它們的混合物，最好使用氨。
本發(fā)明的催化劑是在把氮氧化物還原為氮的方法中使用的催化劑，為了達到所述目的，可以使用本行業(yè)中通常使用的任何催化劑，但最好使用V2O3-WO3/TiO2型催化劑[ZECAT-NA2，(株)KOCAT，韓國]。
本發(fā)明中，在蓄熱式底座內(nèi)部的規(guī)定空間中填充所述催化劑，構(gòu)成催化劑層，本發(fā)明中可把催化劑看作催化劑層。
并且，本發(fā)明的蓄熱層提供含有氮氧化物的廢氣流入的路徑及在反應(yīng)室中已被處理的氣體向外部排出的路徑，從所述已被處理的氣體回收廢熱，為了把回收的廢熱傳遞給流入的廢氣，填充有蓄熱材料。
所述蓄熱材料可采用能達到從已被處理的氣體中回收廢熱，并預(yù)熱廢氣的目的的任何物質(zhì)，但最好使用在本行業(yè)中通常使用的蓄熱材料，例如，具有蜂窩結(jié)構(gòu)的陶瓷結(jié)構(gòu)體等。
利用本發(fā)明的蓄熱式還原裝置處理氮氧化物的方法包括如下步驟I)使含有氮氧化物的廢氣通過至少兩個以上的蓄熱式底座中的一個蓄熱式底座的蓄熱層后，供給還原劑，然后使其流入反應(yīng)室的步驟；II)還原所述反應(yīng)室中流入的含有氮氧化物的廢氣的步驟；III)使所述被還原處理的氣體通過所述含有氮氧化物的廢氣流入的所述蓄熱式底座之外的另一個蓄熱式底座中，并向外部排出，由此回收廢熱的步驟；IV)在包含所述回收廢熱的蓄熱層的蓄熱式底座中流入含有氮氧化物的廢氣，并予以預(yù)熱后，供給還原劑，然后使其流入反應(yīng)室的步驟；V)還原流入所述反應(yīng)室中的含有氮氧化物的廢氣的步驟VI)重復(fù)所述步驟II)-步驟V)的步驟這里，步驟II)的反應(yīng)室的溫度維持在750-1200度，最好維持在800-1100度。
根據(jù)需要，所述步驟I)及步驟IV)可構(gòu)成為，使含有氮氧化物的廢氣通過蓄熱層后，供給還原劑，然后使其再通過催化劑層。在這種情況下，步驟II)及步驟V)的反應(yīng)室的溫度維持在200-500度，最好維持在300-400度。
一方面，本發(fā)明的蓄熱式還原處理方法根據(jù)需要，可構(gòu)成為，代替所述步驟I)或步驟IV)的向含有氮氧化物的廢氣中供給還原劑的方法，可使在含有氮氧化物的廢氣流入所述底座之前，得到還原劑，然后使其通過蓄熱層及/或催化劑層。
以下，參照附圖，詳細說明處理氮氧化物的蓄熱式還原裝置。
圖1是表示本發(fā)明的包含第一還原劑供給機構(gòu)的三底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖2是表示本發(fā)明的包含第一還原劑供給機構(gòu)及催化劑層的三底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖3是表示本發(fā)明的包含第一還原劑供給機構(gòu)的二底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖4是表示本發(fā)明的包含第一還原劑供給機構(gòu)的另一種形式的二底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖5是表示本發(fā)明的包含第一還原劑供給機構(gòu)及催化劑層的二底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖6是表示本發(fā)明的包含第二還原劑供給機構(gòu)的三底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖7是表示本發(fā)明的包含第二還原劑供給機構(gòu)及催化劑層的三底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖8是表示本發(fā)明的包含第二還原劑供給機構(gòu)的二底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖9是表示本發(fā)明的包含第二還原劑供給機構(gòu)的另一種形式的二底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖10是表示本發(fā)明的包含第二還原劑供給機構(gòu)及催化劑層的二底座型蓄熱式還原裝置的結(jié)構(gòu)圖。
如圖1-圖10中所示，本發(fā)明的蓄熱式還原裝置從宏觀上看，由填充有向含有氮氧化物的廢氣中供給還原劑的還原劑箱40，包含填充有蓄熱材料的蓄熱層的蓄熱式底座2，4，6以及同所述蓄熱式底座2，4，6連接設(shè)置，還原氮氧化物的反應(yīng)室(10)構(gòu)成。
在這里，為了向含有氮氧化物的廢氣中供給還原劑，而在還原劑供給機構(gòu)14，36上連接設(shè)置所述還原劑箱40，在本發(fā)明中，把按照所述還原劑供給機構(gòu)14，36的位置，在蓄熱式底座2，4，6的內(nèi)部任意設(shè)置的還原劑供給機構(gòu)稱為第一還原劑供給機構(gòu)14，而把在含有氮氧化物的廢氣流入的廢氣流入口26的后方連接設(shè)置的還原劑供給機構(gòu)稱為第二還原劑供給機構(gòu)36。
通常，所述還原劑供給機構(gòu)14，36只要是可向廢氣中供給還原劑的都可以，但是建議使用在還原劑通過的規(guī)定管上設(shè)置噴嘴16，以向含有氮氧化物的廢氣中噴射還原劑的方法，所述第二還原劑供給機構(gòu)36可使用通常的氣體混合裝置，混合還原劑和廢氣。
一方面，可通過在所述第一還原劑供給機構(gòu)14及還原劑箱40之間設(shè)置閥(38 a，38b，38c)，調(diào)節(jié)從所述還原劑箱40到在各自的蓄熱式底座2，4，6上設(shè)置的第一還原劑供給機構(gòu)14流入的還原劑。
本發(fā)明的還原劑只要是氨，尿素或它們的混合物，使用哪種都可以，但最好使用氨。
根據(jù)需要，本發(fā)明的蓄熱式還原裝置選擇所述蓄熱式底座2，4，6中的一對蓄熱式底座2，6進行還原反應(yīng)，沒選擇的另一個蓄熱式底座4不在還原反應(yīng)中利用，而是可構(gòu)成為，提供儲藏含有未反應(yīng)的氮氧化物的廢氣的空間。這里，未反應(yīng)是指沒進行還原反應(yīng)。
而且，本發(fā)明如圖4-圖5中所示，提供所述未反應(yīng)的廢氣的儲藏空間的蓄熱式底座4可用具有一定空間的緩沖箱34來代替構(gòu)成。
在本發(fā)明的蓄熱式還原裝置中，把具有在三個所述蓄熱式底座2，4，6組合成一個組后，在各自的蓄熱式底座2，4，6上連接設(shè)置反應(yīng)室10的構(gòu)成形態(tài)稱為三底座型蓄熱式還原裝置，而把具有在一對蓄熱式底座2，6組合成一個組后，在各自的蓄熱式底座2，6上連接設(shè)置反應(yīng)室10，在所述一對蓄熱式底座2，6的一側(cè)上連接設(shè)置不參加還原反應(yīng)的蓄熱式底座4或緩沖箱34的構(gòu)成形態(tài)稱為二底座型蓄熱式還原裝置。
在這里，在所述蓄熱式底座2，4，6內(nèi)部的一側(cè)設(shè)置蓄熱層12及/或第一還原劑供給機構(gòu)14，反應(yīng)室中已被處理的氣體通過所述蓄熱層12，并回收廢熱，把所述回收的廢熱供給流入的含有氮氧化物的廢氣中，以預(yù)熱流入的廢氣，所述第一還原劑供給機構(gòu)14向通過所述蓄熱層12的廢氣供給還原劑。
根據(jù)需要，本發(fā)明的蓄熱式底座2，4，6，在其內(nèi)部的一側(cè)還可設(shè)置催化劑層1 8，所述催化劑層的催化劑可采用本行業(yè)通常使用的任何催化劑，但最好使用V2O3-WO3/TIO2型催化劑[ZECAT-NA2，(株)KOCAT，韓國]。
一方面，本發(fā)明的蓄熱式底座2，4，6，根據(jù)需要可使用兩個到三個或三個以上，把所述至少兩個以上的底座2，4，6中任意一個蓄熱式底座稱為第一蓄熱式底座2，把另一個蓄熱式底座稱為第二蓄熱式底座4，把又一個另外的蓄熱式底座稱為第三蓄熱式底座6來說明。
一方面，所述各自的蓄熱式底座2，4，6的一側(cè)上連接設(shè)置流入風門，使含有氮氧化物的廢氣可流入，為達到所述目的，把在所述第一蓄熱式底座2的一側(cè)上連接設(shè)置的風門稱為第一流入風門22a，把在第二蓄熱式底座4的一側(cè)上連接設(shè)置的風門稱為第二流入風門22b，把在第三蓄熱式底座6的一側(cè)上連接設(shè)置的風門稱為第三流入風門22c，所述各自的流入風門22a，22b，22c依此同含有氮氧化物的廢氣從污染源流入的廢氣流入口26連接設(shè)置。
而且，所述各蓄熱式底座2，4，6的另一側(cè)，一旦所述底座2，4，6的蓄熱層內(nèi)的氣體的流動結(jié)束，則提供使在蓄熱層12中流入的含有氮氧化物的廢氣可停滯的空間，所述流入的廢氣可能不進行還原反應(yīng)，直接向外部排出，所以，為了解決所述問題點，需要利用外部的空氣凈化，使廢氣不在所述蓄熱層12內(nèi)停滯。為了達到所述目的，在所述第一蓄熱式底座2的一側(cè)上連接設(shè)置的風門稱為第一凈化風門24a，在第二蓄熱式底座4的一側(cè)上連接設(shè)置的風門稱為第二凈化風門24b，在第三蓄熱式底座6的一側(cè)上連接設(shè)置的凈化風門稱為第三凈化風門24c，所述各凈化風門24a，24b，24c依此同流入外部空氣的空氣流入口28連接設(shè)置。
本發(fā)明的反應(yīng)室10是在所述第一蓄熱式底座2，第二蓄熱式底座4及第三蓄熱式底座6等的一側(cè)上連接設(shè)置，為了具備通常的還原裝置中適用的反應(yīng)室的構(gòu)成，所述反應(yīng)室10的一側(cè)上設(shè)置燃燒器8，使反應(yīng)室10內(nèi)部的溫度維持在750-1200度，最好維持在800-1100度。
在本發(fā)明中的蓄熱式底座2，4，6中附加設(shè)置催化劑層18的情況下，所述反應(yīng)室10的內(nèi)部溫度維持在200-500度，最好為300-400度。
在只用一對蓄熱式底座2，6進行還原反應(yīng)的情況下，把本發(fā)明的蓄熱式還原裝置構(gòu)成為，在所述一對蓄熱式底座2，6上分別連接設(shè)置的第一凈化風門24a，及第三凈化風門24c上連接設(shè)置送風機32后，在所述送風機32上依此連接設(shè)置第二凈化風門24b和第二蓄熱式底座4或緩沖箱34。
在這里，在用所述一對蓄熱式底座2，6構(gòu)成蓄熱式還原裝置的情況下，使用除了被選擇的所述一對蓄熱式底座2，6以外的底座，即，第二蓄熱式底座4用作凈化未反應(yīng)廢氣的空間，在最后把蓄熱式還原裝置制作成二底座型的情況下，可用提供一定空間的緩沖箱34代替所述第二蓄熱式底座4，從而減小設(shè)備所需的費用。
尤其是，所述第二蓄熱式底座4或緩沖箱34用于吸入并儲藏含有在一對蓄熱式底座2，6的蓄熱層12下端停滯而不進行反應(yīng)的氮氧化物的廢氣，在含有未反應(yīng)的氮氧化物的廢氣在蓄熱層12的下端停滯的情況下，啟動同所述一對蓄熱式底座2，6連接設(shè)置的送風機32一定時間，把被停滯的含有氮氧化物的廢氣輸送到所述第二蓄熱式底座4或緩沖箱34中。
具有這種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的蓄熱式還原裝置的工作原理如下本發(fā)明的蓄熱式還原裝置，根據(jù)在還原反應(yīng)中使用的蓄熱式底座2，4，6的個數(shù)，可分為三底座型蓄熱式還原裝置及二底座型蓄熱式還原裝置，所述三底座型蓄熱式還原裝置及二底座型蓄熱式還原裝置的廢氣處理方法基本相同，但為了簡化說明，在說明把三個蓄熱式底座2，4，6構(gòu)成為一個組的三底座型蓄熱式還原裝置的工作原理后，再說明把二個蓄熱式底座2，6構(gòu)成為一個組的二底座型蓄熱式還原裝置。
先說明三底座型蓄熱式還原裝置如下一旦含有氮氧化物的廢氣從污染源流入廢氣流入口26，則開放在所述廢氣流入口26上連接設(shè)置的第一流入風門22a及第二蓄熱式底座4的第二排出風門20b，使含有氮氧化物的廢氣通過第一蓄熱式底座2的蓄熱層12及第一還原劑供給機構(gòu)14，在被供給還原劑后，流入反應(yīng)室10。
然后，流入所述反應(yīng)室10的含有氮氧化物的廢氣被在所述反應(yīng)室10的一側(cè)上設(shè)置的燃燒器8，以750-1200度，最好是800-1100度的溫度，還原處理為氮。
然后，所述被還原處理的高溫的氣體通過在所述反應(yīng)室10的一側(cè)上連接設(shè)置的第二蓄熱式底座4的第一還原劑供給機構(gòu)14及蓄熱層12，回收廢熱后，依次通過在所述第二蓄熱式底座4的一側(cè)上設(shè)置的第二排出風門20b及已被處理的氣體排出口30，向外部排出。
然后，在關(guān)閉所述第一流入風門22a及第二排出風門20b后，開放同廢氣流入口26連接設(shè)置的第二蓄熱式底座4的第二流入風門22b及第三蓄熱式底座6的第三排出風門20c，使含有氮氧化物的廢氣通過回收廢熱的第二蓄熱式底座4的蓄熱層12，并被預(yù)熱，所述被預(yù)熱的含有氮氧化物的廢氣通過第一還原劑供給機構(gòu)14，被供給還原劑后，流入反應(yīng)室10。
然后，流入所述反應(yīng)室10的被預(yù)熱的含有氮氧化物的廢氣被在所述反應(yīng)室10的一側(cè)上設(shè)置的燃燒器8，以750-1200度，最好是800-1100度的溫度，還原處理為氮。
然后，所述被還原處理的高溫氣體通過在所述反應(yīng)室10的一側(cè)上連接設(shè)置的第三蓄熱式底座6的第一還原劑供給機構(gòu)14及蓄熱層12，在回收廢熱后，依次通過在所述第三蓄熱式底座6的一側(cè)上設(shè)置的第三排出風門20c及已被處理的氣體排出口30，向外部排出。
通過所述第二蓄熱式底座4及第三蓄熱式底座6處理含有氮氧化物的廢氣的早期，在構(gòu)成所述第一蓄熱式底座2的蓄熱層12上，氣體流動結(jié)束，提供所述含有氮氧化物的廢氣停滯的空間，所述含有氮氧化物的廢氣可能不進行還原反應(yīng)，直接向外部排出，根據(jù)需要，開放在所述第一蓄熱式底座2的一側(cè)上連接設(shè)置的第一凈化風門24a，從同所述第一凈化風門24a連接設(shè)置的空氣流入口28流入空氣，凈化所述蓄熱式底座2的蓄熱層12。
在這里，所述蓄熱層12的凈化是開放不參加含有氮氧化物的廢氣的處理工藝流程的蓄熱式底座2，4，6的凈化風門24a，24b，24c，以同所述的方法一樣的方法進行。
然后，關(guān)閉所述第二流入風門22b及第三排出風門20c后，開放同廢氣流入口26連接設(shè)置的第三蓄熱式底座6的第三流入風門22c，及第一蓄熱式底座2的第一排出風門20c，使含有氮氧化物的廢氣通過回收廢熱的第三蓄熱式底座6的蓄熱層12，并被預(yù)熱，所述被預(yù)熱的含有氮氧化物的廢氣通過第一還原劑供給機構(gòu)14，在被供給還原劑被后，流入反應(yīng)室10。
然后，流入所述反應(yīng)室10的被預(yù)熱的含有氮氧化物的廢氣被在所述反應(yīng)室10的一側(cè)上設(shè)置的燃燒器8，在750-1200度，最好是在800-1100度的溫度下，還原處理成氮。
然后，所述被還原處理的高溫氣體通過在所述反應(yīng)室10的一側(cè)上連接設(shè)置的第一蓄熱式底座2的第一還原劑供給機構(gòu)14及蓄熱層12，回收廢熱后，依次通過在所述第一蓄熱式底座2的一側(cè)上設(shè)置的第一排出風門20a及已被處理的氣體排出口30，向外部排出。
然后，通過反復(fù)進行所述過程，持續(xù)處理含有氮氧化物的廢氣。
在這里，在所述蓄熱式底座2，4，6的內(nèi)部，附加設(shè)置催化劑層的情況下，使所述反應(yīng)室10的內(nèi)部溫度保持在200-500度，最好是在300-400度的情況下進行還原反應(yīng)。
在根據(jù)需要，除去所述蓄熱式底座2，4，6的第一還原劑供給機構(gòu)14后，在所述含有氮氧化物的廢氣流入的廢氣流入口26的后方連接設(shè)置第二還原劑供給機構(gòu)36，構(gòu)成還原裝置的情況下，不用在蓄熱式底座2，4，6的內(nèi)部供給還原劑的方法，執(zhí)行所述的含有氮氧化物的廢氣處理。
二底座型蓄熱式還原裝置的工作原理如下為了更容易地說明本發(fā)明的二底座型蓄熱式還原裝置，以具備圖2的緩沖箱34的蓄熱式還原裝置為基準說明。
一旦含有氮氧化物的廢氣從污染源流入廢氣流入口26，則開放在所述廢氣流入口26上連接設(shè)置的第一流入風門22a及第三蓄熱式底座6及第三排出風門20c，使含有氮氧化物的廢氣通過第一蓄熱式底座2的蓄熱層12及第一還原劑供給機構(gòu)14，被供給還原劑后，流入反應(yīng)室10。
然后，流入所述反應(yīng)室10的含有氮氧化物的廢氣被在所述反應(yīng)室10的一側(cè)上設(shè)置的燃燒器8，在750-1200度，最好是在800-1100度的溫度下，還原處理為氮。
然后，所述被還原處理的高溫氣體通過在所述反應(yīng)室10的一側(cè)上連接設(shè)置的第三蓄熱式底座6的第一還原劑供給機構(gòu)14及蓄熱層12，回收廢熱后，依次通過在所述第三蓄熱式底座6的一側(cè)上設(shè)置的第三排出風門20c及已被處理的氣體排出口30，向外部排出。
然后，關(guān)閉所述第一流入風門22a及第三排出風門20c后，開放同廢氣流入口26連接設(shè)置的第三蓄熱式底座6的第三流入風門22c及第一蓄熱式底座2的第一排出風門20a，使含有氮氧化物的廢氣通過已回收廢熱的第三蓄熱式底座6的蓄熱層12，并被預(yù)熱，所述被預(yù)熱的含有氮氧化物的廢氣通過第一還原劑供給機構(gòu)14，被供給還原劑后，流入反應(yīng)室10。
然后，流入所述反應(yīng)室10的含有氮氧化物的廢氣被在所述反應(yīng)室10的一側(cè)上設(shè)置的燃燒器8，在750-1200度，最好是在800-1100度的溫度下，還原處理為氮。
然后，所述被還原處理的高溫氣體通過在所述反應(yīng)室10的一側(cè)上連接設(shè)置的第一蓄熱式底座2的第一還原劑供給機構(gòu)14及蓄熱層12，回收廢熱后，依次通過在所述第一蓄熱式底座2的一側(cè)上設(shè)置的第一排出風門20a及已被處理的氣體排出口30，向外部排出。
根據(jù)需要，用同第一蓄熱式底座2連接設(shè)置的送風機32持續(xù)送風一定時間，把在所述第一蓄熱式底座2的蓄熱層12的下端停滯的未反應(yīng)的含有氮氧化物的廢氣，輸送到緩沖箱34，防止同被還原處理的氣體一起向外部排出；流入所述緩沖箱34的廢氣包含在流入第三蓄熱式底座6的廢氣中，流入反應(yīng)室10，這樣的過程是，通過依次重復(fù)發(fā)揮第一蓄熱式底座2及第三蓄熱式底座6的作用來進行的。
然后，通過重復(fù)執(zhí)行所述過程，持續(xù)處理含有氮氧化物的廢氣。
在這里，在所述一對蓄熱式底座2，6的內(nèi)部，附加設(shè)置催化劑層18的情況下，所述反應(yīng)室10的內(nèi)部溫度維持在200-500度的范圍，最好是維持在300-400度的范圍，進行還原反應(yīng)。
根據(jù)需要，除去所述蓄熱式底座2，4，6的第一還原劑供給機構(gòu)14后，在所述含有氮氧化物的廢氣流入的廢氣流入口26的后方連接設(shè)置第二還原劑供給機構(gòu)36，構(gòu)成蓄熱式還原裝置的情況下，不用從蓄熱式底座2，4，6的內(nèi)部供給還原劑的方法，進行所述的含有氮氧化物的廢氣的處理。
如上所說明，本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解，在不背離本發(fā)明的技術(shù)思想或必需的特征的前提下，可以采用其他具體的方式實施。因此，應(yīng)該理解，所述的實施例在所有方面上，是例示性的，而不是限定性的。本發(fā)明的范圍應(yīng)解釋為，包含后述的權(quán)利要求書的涵義和范圍，以及從其等價概念導(dǎo)出的所有變更或變形，而不應(yīng)解釋為，只包含所述的詳細說明。
如上所述，本發(fā)明通過在蓄熱式底座上構(gòu)成蓄熱層，回收在進行還原反應(yīng)時所用的高溫廢熱，并予以重新利用，由此，減小運轉(zhuǎn)費用；通過向流入的含有氮氧化物的廢氣中供給還原劑，進行還原反應(yīng)，使廢氣中包含的氮氧化物被轉(zhuǎn)換處理為氮。
權(quán)利要求
1.處理含有氮氧化物的廢氣的蓄熱式還原裝置，該裝置包括含有氮氧化物的廢氣流入的廢氣流入口(26)；在所述廢氣流入口(26)上連接設(shè)置的、使所述廢氣流入蓄熱式底座(2，4，6)的流入風門(22a，22b，22c)；在所述各流入風門(22a，22b，22c)上連接設(shè)置的、在其內(nèi)部具備從已被處理的氣體回收熱的蓄熱層(12)及供給還原劑的第一還原劑供給機構(gòu)(14)的至少兩個以上的蓄熱式底座(2，4，6)；在所述第一還原劑供給機構(gòu)(14)上連接設(shè)置的、在其內(nèi)部填充有還原劑的還原劑箱(40)；在所述各蓄熱式底座(2，4，6)的一側(cè)上連接設(shè)置的、還原流入的含有氮氧化物的廢氣的反應(yīng)室(10)；在所述蓄熱式底座(2，4，6)的一側(cè)上分別連接設(shè)置的、把在所述反應(yīng)室(10)中被還原處理的氣體向外部排出的排出風門(20a，20b，20c)；在所述排出風門(20a，20b，20c)上連接設(shè)置的、向外部排出已被處理的氣體的已被處理氣體的排出口(30)；以及在所述蓄熱式底座(2，4，6)的一側(cè)上分別連接設(shè)置的、凈化在蓄熱式底座(2，4，6)中殘存的廢氣的凈化風門(24a，24b，24c)。
2.如權(quán)利要求1所述的處理含有氮氧化物的廢氣的蓄熱式還原裝置，其特征在于代替所述第一還原劑供給機構(gòu)(14)，在廢氣流入口(26)及各流入風門(22a，22b，22c)之間設(shè)置的、向廢氣中供給還原劑的第二還原劑供給機構(gòu)(36)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的處理含有氮氧化物的廢氣的蓄熱式還原裝置，其特征在于在所述蓄熱式底座(2，4，6)上附加設(shè)置催化劑層(12)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的處理含有氮氧化物的廢氣的蓄熱式還原裝置，其特征在于所述還原劑為氨、尿素或它們的混合物。
5.如權(quán)利要求1或2所述的處理含有氮氧化物的廢氣的蓄熱式還原裝置，其特征在于在所述蓄熱式底座(2，4，6)中的一個蓄熱式底座(4)的凈化風門上連接設(shè)置一對送風機(32)后，把所述送風機(32)分別同在其他兩個蓄熱式底座(2，6)的一側(cè)上設(shè)置的凈化風門(24a、24b、24c)連接設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的處理含有氮氧化物的廢氣的蓄熱式還原裝置，其特征在于所述蓄熱式底座(2，4，6)中被選擇的一個蓄熱式底座(4)為緩沖箱(34)。
7.處理含有氮氧化物的廢氣的蓄熱式還原處理方法，該方法包括I)使含有氮氧化物的廢氣通過至少兩個以上的蓄熱式底座中的一個蓄熱式底座的蓄熱層，并在供給還原劑后，流入反應(yīng)室的步驟；II)還原流入所述反應(yīng)室的含有氮氧化物的廢氣的步驟；III)使所述被還原處理的氣體通過所述含有氮氧化物的廢氣流入的蓄熱式底座之外的另一個蓄熱式底座，并向外部排出來回收廢熱的步驟；IV)使含有氮氧化物的廢氣流入所述回收了廢熱的蓄熱層的蓄熱式底座，予以預(yù)熱，并在供給還原劑后，使其流入反應(yīng)室的步驟；V)還原流入所述反應(yīng)室的含有氮氧化物的廢氣的步驟；以及VI)重復(fù)進行所述步驟II)到步驟V)的步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的處理氮氧化物的蓄熱式還原處理方法，其特征在于作為代替使含有氮氧化物的廢氣通過所述步驟I)或步驟IV)的蓄熱層并被供給還原劑的方法，包括向含有氮氧化物的廢氣中供給還原劑后，使其通過至少兩個以上的蓄熱式底座中的一個蓄熱式底座的蓄熱層，并使其流入反應(yīng)室的方法。
9.如權(quán)利要求7或8所述的處理氮氧化物的蓄熱式還原處理方法，其特征在于所述反應(yīng)室的溫度為750-1200度。
10.如權(quán)利要求7或8所述的處理含有氮氧化物的廢氣的蓄熱式還原處理方法，其特征在于所述還原劑為氨、尿素或它們的混合物。
11.如權(quán)利要求7或8所述的處理含有氮氧化物的廢氣的蓄熱式還原處理方法，其特征在于還包括使所述含有氮氧化物的廢氣通過催化劑層。
12.如權(quán)利要求11所述的處理含有氮氧化物的廢氣的蓄熱式還原處理方法，其特征在于處理所述含有氮氧化物的廢氣的蓄熱式還原處理方法的反應(yīng)室溫度為200-500度。
全文摘要
本發(fā)明提供處理含有氮氧化物廢氣的蓄熱式還原裝置。按照本發(fā)明，通過在蓄熱式底座上構(gòu)成蓄熱層，在還原時回收并重新利用所使用的高溫廢熱，可減小運轉(zhuǎn)費用，通過向流入的含有氮氧化物的廢氣供給還原劑，可把廢氣含有的氮氧化物轉(zhuǎn)換成氮。
文檔編號B01D53/56GK1613545SQ20031012451
公開日2005年5月11日 申請日期2003年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月8日
發(fā)明者金斗晟, 金正浩, 李鎮(zhèn)九, 趙漢才, 李承宰, 賈明鎮(zhèn) 申請人:高化環(huán)保技術(shù)有限公司