專利名稱：燃燒煙道氣中氮氧化物的選擇性催化還原的方法和實施該方法的系統(tǒng)的制作方法
燃燒煙道氣中氮氧化物的選擇性催化還原的方法和實施該
方法的系統(tǒng)本發(fā)明涉及限制氮氧化物排放到環(huán)境中。本發(fā)明特別涉及將氮氧化物催化還原成 氮的改進方法。氮氧化物，或N0X，主要含一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。在大氣中，NOx可與水 結合并產(chǎn)生硝酸HNO3，其特別導致酸雨、光化煙霧，且可能是造成某些呼吸道疾病(例如哮 喘)的原因。由于這些原因，減少NOx向大氣中的排放變成近年來的主要問題，并且是對工 廠主越來越多限制性規(guī)章的目標。NOx尤其在液體或氣體燃料(例如烴、天然氣、煉廠氣、氫氣或其混合物)的燃燒過 程中產(chǎn)生，然后經(jīng)由燃燒煙道氣排放到大氣中。這種燃燒尤其用于在石化工藝爐中加熱、重整或裂解烴或非烴流體。術語“加熱，， 流體是指將流體預熱和/或加熱和/或氣化和/或過加熱。在所述流體中，將特別提到用 于化學或石化工藝的液體和/或氣體烴、熱傳導流體，有時也提到水(軟化水或鍋爐給水的 預熱、氣化、蒸汽的過加熱)。這種燃燒還用于實現(xiàn)烴進料的蒸汽重整反應(SMR或蒸汽甲烷重整)所需的高溫。 蒸汽重整包括烴分子(尤其是甲烷，CH4)在蒸汽和熱(幾百度)的存在下分裂，且主要用于 生產(chǎn)高純度氫氣(H2)的工業(yè)中。這種方法特別由Michael D. Briscoe描述于US 6，749，829 中。蒸汽重整方法在蒸汽重整爐中進行，其中一方面向蒸汽重整爐提供烴進料和蒸汽，另一 方面向其提供熱。然后當爐是熱的時，將烴進料作為與蒸汽的混合物注入含催化劑且通過 爐的管中。爐的數(shù)百度的高溫是借助燃燒保持的，然后其能夠在管中使烴進料分子發(fā)生分 裂反應，并產(chǎn)生將被處理的合成氣體(合成氣)。本發(fā)明烴進料的實例為烴、油和天然氣。 優(yōu)選地，烴進料選自各種來源的、尤其是礦物和植物來源的、可在低于250°C氣化的烴。優(yōu)選 的烴進料為天然氣、石腦油、LPG(液化石油氣)、丁烷、丙烷、生物柴油、生物乙醇、煉廠廢氣 和所有通常的廢氣。對于這兩種爐，熱通常通過各種燃料與空氣的燃燒提供。該燃燒在輻射段(有時 也稱作燃燒室)中借助位于輻射段頂部和/或底部和/或側壁上的燃燒器進行。煙道氣(由燃燒的燃料產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物)本身在輻射段出口處經(jīng)由至少一個通過 對流段的煙道氣管道排出，在它們釋放至大氣中之前在對流段中將它們冷卻。通常，為了降 低對于要在爐中燃燒的燃料的需求，在燃燒器的上游安裝將燃燒空氣預熱的系統(tǒng)。因此， 為了提高爐的熱效率，通過回收一部分可在通過對流段的煙道氣中獲得的熱將燃燒空氣預 熱，這借助例如板式換熱器或管式換熱器類型的換熱器實現(xiàn)，這些換熱器也稱作空氣預熱
ο然而，如前所述，這些方法在對流段的出口在燃燒煙道氣中產(chǎn)生N0X。如果它們在 空氣存在下的燃料的燃燒過程中產(chǎn)生，它們與燃燒煙道氣一起被釋放至大氣中。此外，使用 預熱的燃燒空氣導致煙道氣中NOx濃度提高，因為火焰溫度升高。已開發(fā)出數(shù)種方法以降低存在于燃燒煙道氣中的NOx的濃度。例如，可特別借助 選擇性催化還原(SCR)煙道氣中所含NOxW方法。在該方法中，經(jīng)由注射器將熱空氣/氨混合物(也稱作AAM的混合物)注入對流段中。術語氨在本文中是指含氨的含水產(chǎn)品；它 可例如為尿素或脲。然后使由燃燒煙道氣和AAM組成的混合物在200至600°C的適合溫度 范圍內(nèi)與催化劑接觸，這可以將NOx轉化成N2,并因此降低釋放至大氣中的煙道氣的NOx濃 度。這種方法特別描述于US 5，612，010、US 5，401，478和US6, 361，754中。在已知的選擇性催化還原方法中，將熱空氣與氨水混合以形成AAM。在已知方式 中，此熱空氣來自通過鼓風機并然后借助對流段和煙道氣管道外的預熱器加熱的新鮮空 氣；另一已知但較少使用的解決辦法是用燃燒煙道氣代替熱空氣，所述燃燒煙道氣經(jīng)由專 用鼓風機在SCR下游直接取自對流段的煙道氣管道。然后在SCR催化劑上游借助注射器網(wǎng) 將AAM注入對流段中。然而，此選擇性催化還原氮氧化物方法的有效性是通過額外消耗能量、尤其是電 能或蒸汽能而獲得的，這主要是為了將用于制備AAM混合物的新鮮空氣(或者在較輕程度 上，煙道氣)加熱，以及為了向鼓風機提供新鮮空氣或煙道氣。能量的這種過度消耗對于工廠主而言代表了高的成本。因此，需要一種改進的選擇性催化還原法，其消耗很少能量，可以將存在于燃燒煙 道氣中的氮氧化物選擇性催化還原。氮氧化物還原法(在本發(fā)明說明書的其它部分中也稱作Pra法)可特別應用于進 行石化方法的爐和進行蒸汽重整方法的爐。在本說明書其余部分中，術語“PI”法將表示(除閱讀本文時顯而易見的特殊情況 外)在蒸汽重整爐中進行的重整方法或在石化工藝爐中進行的方法。本發(fā)明通過特別使用改進的Pnqx法解決上述問題，就相當?shù)男识?，所述方法?已知用于降低PI工藝爐的燃燒煙道氣NOx濃度的方法消耗較少能量且具有較低的投資成 本。本發(fā)明的一個目標是在爐中處理進料的PI方法，所述方法至少包括-通過液體或氣體燃料在空氣存在下的燃燒而放熱的步驟，所述空氣被至少一個 經(jīng)過煙道氣對流段一次或多次的空氣預熱回路預熱，該步驟導致在煙道氣中產(chǎn)生氮氧化 物，所述煙道氣被排入通過對流段的煙道氣管道中，所述對流段位于所述爐的輻射段(燃 燒室)的下游；和-將煙道氣的所述氮氧化物選擇性催化還原的步驟，包括在存在至少一種催化劑 的對流段中注射熱空氣和氨的混合物，其特征在于所述混合物的熱空氣直接取自所述用于 將預熱空氣供入爐中的至少一個空氣預熱回路。在本發(fā)明的一個優(yōu)選變化方案中，PI方法是在石化工藝爐中將烴或非烴流體預熱 和/或加熱和/或氣化和/或過加熱處理。根據(jù)本發(fā)明的其它優(yōu)選變化方案，它涉及在蒸汽重整爐中在蒸汽的存在下將烴進 料重整的PI方法。進行本發(fā)明PI方法的爐可對應于本領域技術人員在實踐中使用的任何爐。通過 任何可用手段向爐提供燃料和熱空氣。通常，爐與可將各流體和各反應產(chǎn)物引入其中的管 道系統(tǒng)結合。為了進行操作而向爐(SMR或石化爐)提供的熱優(yōu)選通過燃燒器得到，特別地，該 燃燒器靠著爐壁，特別是爐側壁，和/或位于爐底和/或在頂板上。這些燃燒器可以在空氣存在下使燃料燃燒，以達到各操作所需的高溫。本發(fā)明中所用術語“燃料”是指任何液體或氣體燃料，尤其是礦物燃料、烴、可包含 氣體(例如甲烷和其它氣態(tài)烴以及一氧化碳和氫)的石化工藝的廢氣，以及在其它可燃燒 或不可燃燒流體0120、0)2、隊等)存在下所有這些燃料的混合物。本發(fā)明中所用的爐可對應于本領域技術人員在實踐中使用的任何爐。借助任何可 用手段向爐提供進料(烴或其它進料)、蒸汽和熱(熱空氣)。為了降低能量消耗，在供入爐的燃燒器中的燃燒空氣到達爐之前，借助至少一個、 有時兩個或甚至三個或更多個空氣預熱回路將其預熱。它們優(yōu)選是與燃燒段接觸的、沿著 對流段安裝、且能夠通過所述對流段至少一次、優(yōu)選數(shù)次的管道。優(yōu)選地，通過鼓風機向空 氣預熱回路提供所謂新鮮空氣，所述鼓風機從裝置外部提取空氣，并將它注入預熱管道中。 這樣，新鮮空氣在管道中在空氣預熱器處循環(huán)，在空氣與離開爐的輻射段的熱燃燒煙道氣 之間發(fā)生熱交換。在每次通過對流段時，空氣被預熱，而燃燒煙道氣被冷卻。如果空氣預熱 回路非常多次地通過燃燒煙道氣對流段，熱交換將甚至更大。本發(fā)明還涉及如前所述PI法，其中使用至少一個鼓風機向所述至少一個燃燒空 氣預熱回路提供新鮮空氣。在一個特別實施方案中，本發(fā)明方法的特征在于所述至少一個燃燒空氣預熱回路 通過對流段至少一次，優(yōu)選至少兩次(通過空氣預熱器，以便在其中預熱并冷卻煙道氣)。 在其它實施方案中，所述至少一個空氣預熱回路可以通過煙道氣對流段三次、四次或甚至 五次，本領域技術人員可以根據(jù)所需預熱和所用裝置的大小調(diào)整本方法。預熱器可以在熱空氣和基于氨的產(chǎn)品的AAM混合物的注入位置下游或上游通過 煙道氣對流段。本發(fā)明方法提供了將含在煙道氣中的氮氧化物選擇性催化還原的步驟，以降低或 甚至消除它們在釋放至空氣中的煙道氣中的存在。在本發(fā)明中，“選擇性催化還原”是指在熱和催化劑的存在下，優(yōu)選含水的基于氨 的產(chǎn)品與NOx之間的反應，該反應產(chǎn)生被釋放到大氣中的無害的氮N2。所用催化劑可以是 本領域技術人員認為合適的任何催化劑。因此，根據(jù)本發(fā)明方法，產(chǎn)生了含水的基于氨的產(chǎn) 品與來自本發(fā)明所述至少一個預熱回路的熱空氣的混合物，根據(jù)本發(fā)明，該AAM混合物被 直接注入對流段。這樣注入的混合物與存在于對流段中的催化劑接觸；然后發(fā)生存在于煙 道氣中的NOx的選擇性催化還原。本發(fā)明方法可以顯著降低爐的能量消耗，也可以減少向混合器提供熱空氣所需的 裝備的件數(shù)。事實上，借助在預熱回路開始處將新鮮空氣注入管道中且確?？諝庋刂芈?循環(huán)的鼓風機，預熱回路中的空氣循環(huán)處于比爐的壓力(無論是在輻射段還是在對流段) 更高的壓力下，這是為了補償燃燒器中的壓力損失。因此，被取出以形成AAM的預熱回路的預熱空氣部分直接到達混合器，根據(jù)本發(fā) 明的方案，不僅可以省去向混合器提供熱空氣所需的風機，還可以省去專用的新鮮空氣預 熱器。在本發(fā)明一個特別實施方案中，前述方法的特征在于熱空氣和氨(更概括地說， 基于氨的化合物)的混合物的注入發(fā)生在煙道氣對流段中、催化劑上游的至少一個位置， 所述催化劑通過合適的載體保持在對流段中。
在本發(fā)明其它實施方案中，AAM的注入可以在催化劑的上游、在對流段的數(shù)個位置 進行，注射位置的數(shù)與所用裝置的大小直接相關。特別地，AAM注射位置可以位于通過對流 段的兩個空氣預熱器之間。在一個特別實施方案中，前述PI方法的特征在于借助單個空氣預熱回路向爐提 供預熱空氣，并且在氮氧化物的選擇性催化還原步驟中所用的熱空氣直接取自所述單個空 氣預熱回路。在另一特別實施方案中，前述方法的特征在于借助兩個空氣預熱回路向爐提供預 熱空氣，并且在氮氧化物的選擇性催化還原步驟中所用的熱空氣直接取自所述兩個空氣預 熱回路中的至少一個。如果空氣預熱回路至少一次、優(yōu)選至少兩次通過煙道氣對流段，則空氣預熱回路 包括一個、兩個或甚至更多個位于煙道氣對流段中的空氣預熱器。因此，在煙道氣對流段中 的所述至少一個空氣預熱回路的第一通道的出口，或在煙道氣對流段中的所述至少一個空 氣預熱回路的第二通道的出口，或在煙道氣對流段中的所述至少一個空氣預熱回路的第一 通道以及第二通道的出口，將在氮氧化物的選擇性催化還原步驟中所用的熱空氣直接從空 氣預熱回路中取出。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明還涉及在工藝爐中處理進料的裝置，其至少包 括-能夠處理進料的PI工藝爐，其包括供給燃料和空氣的設備；-用于向爐提供預熱空氣的、經(jīng)過煙道氣對流段一次或多次的空氣預熱回路；-對流段，其導致燃料在工藝爐內(nèi)燃燒的過程中產(chǎn)生燃燒煙道氣，其中存在至少一 種用于選擇性還原氮氧化物的催化劑，所述催化劑優(yōu)選用載體設備保持在所述對流段內(nèi)；_熱空氣/基于氨的產(chǎn)品的混合器，通過所述至少一個空氣預熱回路向其提供熱 空氣；和-與所述混合器連接的注射器，其能夠將所述熱空氣和基于氨的產(chǎn)品的混合物注 入所述燃燒煙道氣的管道中，優(yōu)選在催化劑上游(直接在催化劑上游或催化劑的更上游)注入。根據(jù)本發(fā)明，“進料設備”是指使得可以向工藝爐(也稱作爐)提供燃料和預熱空 氣的任何管道工程、管道、閥、節(jié)氣閘的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，向爐提供預熱空氣的設備可包括1、2、3或更多個預熱回路。因此，取 決于所用裝置，提供給至少一個熱空氣/基于氨的產(chǎn)品的混合器(也稱作混合器)的熱空 氣可取自1、2、3或更多個空氣預熱回路。通過至少一個鼓風機向本發(fā)明的空氣預熱回路提 供新鮮空氣。這樣，如前所述，節(jié)省了已知裝置中將熱空氣輸送至所述至少一個混合器所需 的風機，也就是說，節(jié)省了能量、裝置成本和空間。因此，本發(fā)明還涉及如前所述的裝置，其特征在于使用至少一個鼓風機向所述至 少一個空氣預熱回路提供新鮮空氣。此外，根據(jù)本發(fā)明，至少一種催化劑存在于爐的對流段中。此催化劑的作用是加速 含在燃燒煙道氣中的NOx的選擇性催化還原。此催化劑位于煙道氣管道內(nèi)，優(yōu)選使用載體 保持，優(yōu)選占據(jù)管道的整個橫截面，從而使得所有燃燒煙道氣都通過該催化劑。優(yōu)選地，將催化劑放置在對流段中以便將空氣預熱器放在上游或下游，本領域技術人員能夠調(diào)整此設置，以得到對選擇性催化還原反應有利的燃燒煙道氣溫度。此外，根據(jù)本發(fā)明，將煙道氣從輻射段轉移至對流段的煙道氣管道可以在任何水 平與爐連接，也就是說，可以在爐的輻射段的頂部、底部、中部或任何其它水平，或甚至在 爐的輻射段的數(shù)個點特別借助數(shù)個煙道氣管道連接，然后這些管道連接成一個或相同的管 道，從而可以盡可能有效地取出煙道氣。本領域技術人員能夠根據(jù)其認為有利于取出煙道 氣的方式調(diào)整爐的結構，特別是煙道氣管道的連接位置。在本發(fā)明的一個特別裝置中，借助單個空氣預熱回路向爐提供預熱空氣。在此實 施方案中，供入所述至少一個混合器的熱空氣直接取自所述單個空氣預熱回路。在本發(fā)明的另一特別裝置中，借助兩個空氣預熱回路向爐提供預熱空氣。在此實 施方案中，供入所述至少一個熱空氣/氨混合器的熱空氣直接取自所述兩個空氣預熱回路 中的至少一個。在本發(fā)明的一個特別裝置中，所述熱空氣取自所述兩個空氣預熱回路的僅 一個。在本發(fā)明的另一特別裝置中，所述熱空氣取自所述兩個空氣預熱回路。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，所述裝置的特征在于所述至少一個空氣預熱回 路通過對流段中的煙道氣管道至少一次，優(yōu)選至少兩次。在該實施方案中，通過在煙道氣對 流段中預熱回路第一通道的出口、或在對流段中預熱回路第二通道的出口、或在對流段中 預熱回路的第一通道和第二通道的出口從至少一個空氣預熱回路中提取熱空氣而向所述 至少一個熱空氣/氨混合器提供熱空氣。在本發(fā)明中，“混合器”是指可將熱空氣與基于氨的產(chǎn)品均勻混合的任何裝置。這 種裝置可由裝置的靜態(tài)件(特別是噴嘴、隔板)或裝置的動態(tài)件(特別是螺旋槳、轉子、槳 葉)組成。本領域技術人員能夠根據(jù)裝置的大小和產(chǎn)生的煙道氣的量調(diào)整所需的混合器的 數(shù)。例如，小裝置將僅包含1個混合器，而較大的裝置將包含2、3、4或甚至更多個混合器， 其中如前所述向各個混合器供給熱空氣。類似地，在本發(fā)明裝置中，熱空氣/氨混合物注射器的數(shù)也可以由本領域技術人 員根據(jù)裝置的大小和它使用的混合器的數(shù)而改變。在一個特別實施方案中，注射器可以由能夠將AAM均勻注入對流管道中的注入柵 網(wǎng)構成。優(yōu)選地，注射器位于對流段中催化劑的上游。在位于注射器與催化劑之間的對流 段部分中，本領域技術人員可以使水或空氣預熱回路或者任何其它能使傳熱流體循環(huán)的管 道從中通過(或不從中通過)。在這種實施方案中，注入對流段中的AAM因此又可以參與預 熱。在本發(fā)明的一個特別實施方案中，混合物由儲存于不在所述裝置上的儲罐中的氨 產(chǎn)生，并借助輸送設備、特別是通過至少一個泵送入混合器中。任選地，可以在氨到達混合器之前將其氣化，以利于它與熱空氣的混合。任選地，本發(fā)明裝置還包括用于提取被冷卻并被除去氮氧化物的燃燒煙道氣的設 備。這種提取設備可尤其由鼓風機組成，所述鼓風機位于對流段的最末端，可將煙道氣排入 通向大氣的煙囪中。也可以直接將對流段末端的煙道氣送入煙囪中，在這種情況下，有利地，煙囪高于 對流段。根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選變化方案，本發(fā)明涉及一種裝置，其中爐是能夠將石化工藝流預熱和/或加熱和/或氣化和/或過加熱的石化工藝爐。根據(jù)本發(fā)明其它變化方案，本發(fā)明涉及一種裝置，其中爐是能夠將烴進料重整的 蒸汽重整爐。在本發(fā)明與已知方法和裝置相比表現(xiàn)出的優(yōu)點中，可提到以下方面。-由于取出的空氣已被預熱并借助供給空氣預熱回路的新鮮空氣鼓風機加壓，因 此它可以在不提供補充能量的情況下直接加入混合器中，因此，本發(fā)明能夠節(jié)省用于供應 所述至少一個熱空氣/氨混合器的加熱空氣的系統(tǒng)和向預熱器提供新鮮空氣的鼓風機系 統(tǒng)；這既節(jié)省了能量又節(jié)約了空間。-使用從燃燒空氣預熱回路中取出的熱空氣避免了直接從煙道氣的對流管道中取 出熱煙道氣，后者可含二氧化硫，并因此污染和/或腐蝕混合器。借助以示例的方式非限定性給出的、并使用

圖1至7闡述的本發(fā)明特別實施方案 的詳細描述，可更好地理解本發(fā)明-圖1和圖2表示現(xiàn)有技術的裝置圖；-圖3至7表示本發(fā)明的裝置圖。沒有指定爐中所用工藝的類型，它可以是重整工藝或石化工藝。如所有圖1至7 中所示，煙道氣管道在輻射段中部與爐連接，它可以在任何水平上連接；本領域技術人員能 夠調(diào)整爐的結構。圖1描述了現(xiàn)有技術中所用的裝置，其包括能夠處理進料2和制備產(chǎn)物3的爐1， 向爐1供給燃料5并經(jīng)由空氣預熱回路7供給預熱空氣6，經(jīng)由鼓風機9向空氣預熱回路 7供給新鮮空氣8。在這類裝置中，輻射段或燃燒室4與對流段10連接，對流段10能夠排 出燃燒過程中在輻射段4中產(chǎn)生的燃燒煙道氣11，所述燃燒煙道氣11尤其包含氮氧化物。 借助鼓風機9將新鮮空氣8注入空氣預熱回路7中，空氣預熱回路7以交換器(空氣預熱 器)24、26兩次通過對流段10。因此，當新鮮空氣8通過預熱回路7時被加熱，而在對流段 10中循環(huán)的燃燒煙道氣11被冷卻。該裝置還包括熱空氣13和氨14的混合器12。一方面， 氨儲存在與泵16相連的儲罐15中，泵16向混合器12提供氨14。另一方面，熱空氣13來 自再熱器17，通過鼓風機18向再熱器17供入新鮮空氣8。所述混合器12與注射柵網(wǎng)19 結合，柵網(wǎng)19能夠在包含至少一種催化劑20的所述至少一個對流段10的水平將所述熱空 氣13和氨14的混合物注入燃燒煙道氣11中。在此實施方案中，注射柵網(wǎng)19被放置在催 化劑20上游的對流段10中。最后，將被冷卻并除去氮氧化物的燃燒煙道氣任選地借助煙 道氣抽風機21排入通向大氣的煙囪22中。圖2也描述了一種現(xiàn)有技術的裝置，其在各方面與圖1相同，不同之處在于供入混 合器12中的熱空氣13由借助鼓風機23且在催化劑20之后從對流段10中取出的燃燒煙 道氣11代替。圖3描述了一種本發(fā)明的裝置，其中附圖標記與圖1的相同，不同之處在于供入混 合器12中的熱空氣13是經(jīng)由管道25在第一空氣預熱器24的出口直接從空氣預熱回路7 中取出的，所述管道25直接將所述預熱回路7與所述混合器12連接。在該特別實施方案 中，在第一空氣預熱器出口取出的空氣的溫度通常為100至400°C。圖4描述了一種本發(fā)明的裝置，其中附圖標記與圖1的相同，不同之處在于供入混 合器12中的熱空氣13是經(jīng)由管道27在空氣預熱器26的出口直接從空氣預熱回路7中取出的，所述管道27將所述預熱回路7與所述混合器12連接。在該特別實施方案中，在第二 空氣預熱器出口取出的空氣的溫度通常為250至600°C。圖5描述了一種本發(fā)明的裝置，其中附圖標記與圖1的相同，不同之處在于供入混 合器12中的熱空氣13是在第一空氣預熱器24的出口以及第二空氣預熱器26的出口直接 從空氣預熱回路7中取出的。圖6描述了一種本發(fā)明的裝置，其與圖4的裝置相同，不同之處在于注射器19被 放置在交換器28 (通常稱作對流管束)下游，交換器28的目的是將燃燒空氣之外的流體預 熱和/或加熱和/或氣化和/或過加熱，更具體而言，注射器19被放置在交換器28與催化 劑20之間。圖7描述了一種與圖4的裝置相同的裝置，不同之處在于注射器19被放置在交換 器(對流管束)28的上游。根據(jù)另一選擇(未顯示)，當在輻射段中用于燃燒的燃燒空氣未通過對流段預熱 時，本領域技術人員可省去用于NOx的選擇性催化還原工藝的新鮮空氣鼓風機18，并可使用 鼓風機9將新鮮空氣輸送至輻射段(例如燃燒空氣)和NOx的選擇性催化還原工藝的混合 器12。在這種情況下，優(yōu)選在用于選擇性催化還原的空氣管道上使用預熱器。
權利要求
在爐中處理進料的方法，至少包括-通過液體或氣體燃料在空氣存在下的燃燒而放熱的步驟，所述空氣被至少一個經(jīng)過煙道氣對流段一次或多次的空氣預熱回路預熱，該步驟導致在煙道氣中產(chǎn)生氮氧化物，所述煙道氣被排入通過對流段的煙道氣管道中，所述對流段位于所述爐的輻射段的下游；和-將煙道氣的所述氮氧化物選擇性催化還原的步驟，包括在存在至少一種催化劑的對流段中注射熱空氣和氨的混合物，其特征在于所述混合物的熱空氣直接取自所述用于將預熱空氣供入爐中的至少一個空氣預熱回路。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于通過單個空氣預熱回路向爐提供預熱空氣， 并且在氮氧化物的選擇性催化還原步驟中所用的熱空氣直接取自所述單個空氣預熱回路。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于通過兩個空氣預熱回路向爐提供預熱空氣， 并且在氮氧化物的選擇性催化還原步驟中所用的熱空氣直接取自所述兩個空氣預熱回路 中的至少一個。
4.如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于在對流段中的所述至少一個空氣預 熱回路的第一通道的出口、或在煙道氣對流段中的所述至少一個空氣預熱回路的第二通道 的出口、或在對流段中的所述至少一個空氣預熱回路的第一通道的出口以及第二通道的出 口，將氮氧化物的選擇性催化還原步驟中所用的熱空氣直接從空氣預熱回路中取出。
5.如前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于熱空氣和氨的混合物的注射發(fā)生在 對流段的、催化劑上游的至少一個位置，所述催化劑通過載體保持在燃燒煙道氣管道中。
6.如前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于使用至少一個鼓風機向所述至少一 個空氣預熱回路提供新鮮空氣。
7.如前述權利要求任一項所述的方法，其中對進料的處理是在石化工藝爐中對流體的 預熱和/或加熱和/或氣化和/或過加熱處理。
8.如權利要求1至6任一項所述的方法，其中對進料的處理是在蒸汽重整爐中在蒸汽 的存在下對烴進料的重整處理。
9.在工藝爐中處理進料的裝置，其至少包括-能夠處理進料的工藝爐，其包括供給燃料和預熱空氣的設備；-向爐提供預熱燃燒空氣的、經(jīng)過對流段一次或多次的空氣預熱回路；-對流段，其導致燃料在工藝爐輻射段內(nèi)燃燒的過程中產(chǎn)生煙道氣，其中存在至少一種 用于選擇性還原氮氧化物的催化劑，所述催化劑優(yōu)選用載體設備保持在所述管道內(nèi)；-熱空氣/氨混合器，通過所述至少一個空氣預熱回路向其提供熱空氣；和_與所述混合器連接的注射器，其能夠將所述熱空氣和氨的混合物注入所述對流段內(nèi) 的煙道氣中，優(yōu)選在催化劑上游注入。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于通過單個空氣預熱回路向所述工藝爐提供 預熱空氣，并且向所述至少一個熱空氣/氨混合器提供的熱空氣直接取自該單個空氣預熱 回路。
11.如權利要求9所述的裝置，其特征在于通過兩個空氣預熱回路向所述工藝爐提供 預熱空氣，并且向所述至少一個熱空氣/氨混合器提供的熱空氣直接取自所述兩個空氣預 熱回路中的至少一個。
12.如權利要求9至11之一所述的裝置，其特征在于通過在對流段中的預熱回路的第一通道的出口、或在煙道氣對流段中的預熱回路的第二通道的出口、或在對流段中的預熱 回路的第一通道出口以及第二通道出口從空氣預熱回路中提取而向所述至少一個熱空氣/ 氨混合器提供熱空氣。
13.如權利要求9至12任一項所述的裝置，其特征在于使用至少一個鼓風機向所述至 少一個空氣預熱回路提供新鮮空氣。
14.如權利要求9至13任一項所述的裝置，其特征在于所述爐是能夠將石化工藝流體 預熱和/或加熱和/或氣化和/或過加熱的石化工藝爐。
15.如權利要求9至13任一項所述的裝置，其中所述爐是能夠將烴進料重整的蒸汽重 整爐。
全文摘要
本發(fā)明涉及在爐中處理進料的方法，其中在輻射區(qū)中通過液體或氣體燃料在通過至少一個空氣預熱回路預熱的空氣的存在下燃燒而向所述爐提供熱，此步驟導致了含氮氧化物的燃燒煙道氣的排放，在所述方法中，煙道氣通過位于所述爐的輻射區(qū)下游的對流區(qū)排出。該方法還包括通過在催化劑上游將熱空氣和氨類物質(zhì)的混合物注入對流區(qū)中的煙道氣管道而選擇性催化還原所述氮氧化物的步驟，其中供應所述混合物的熱空氣直接取自燃燒空氣預熱回路，該回路使用燃燒煙道氣的熱。本發(fā)明主要適用于在石化工藝爐中流體的預熱/加熱、氣化/過加熱，但它還適用于在蒸汽重整爐中在蒸汽的存在下將烴進料重整。
文檔編號B01D53/56GK101888895SQ200880119357
公開日2010年11月17日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權日2007年12月5日
發(fā)明者A·凱勞德, B·波爾斯特, P·馬蒂 申請人:喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司