專利名稱：使用次煙道氣將水性尿素氣化成氨蒸氣的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及NOx排放控制領(lǐng)域，并且更具體地涉及將水性尿素氣化以形成氨蒸氣的方法和系統(tǒng)，氨蒸氣被用來激活SCR催化劑以便高效地處理包括NOx及其它污染物的煙道氣。
背景技術(shù)：
諸如發(fā)電廠、工業(yè)生產(chǎn)等氣體渦輪機、熔爐、內(nèi)燃機和鍋爐中的化石燃料(例如燃 料油)的使用導致包括不期望氮氧化物(NOx)的煙道氣的產(chǎn)生，通常是以氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)的組合的形式。在某些操作條件下，可以通過使NOx與氨氣反應以產(chǎn)生無害水和氮氣作為產(chǎn)物來降低煙道氣流中的NOx水平。在稱為選擇性催化還原(SCR)的過程中，此反應可以在存在某些催化劑的情況下發(fā)生。通常通過將水性尿素充分地加熱以形成氣態(tài)氨來供應用于SCR的氨。使用煙道氣的足夠熱的旁通流的焓來將所供給的尿素轉(zhuǎn)換成氨氣在本領(lǐng)域中也是已知的。例如
授予 Hofmann 等人的名稱為 “Combined catalytic/non-catalytic process fornitrogen oxides reduction”的美國專利號4，978, 514公開了一種“用于將燃燒流出物中的氮氧化物還原的過程”，其“涉及在有效條件下將氮處理劑引入到流出物中以產(chǎn)生具有降低的氨氧化物濃度的已處理流出物，使得在已處理流出物中存在氨；并且然后在有效條件下接觸已處理流出物以用氮氧化物還原催化劑來減少流出物中的氮氧化物”。授予Luftglass等人的名稱為“Catalytic/non-catalyticcombination processfor nitrogen oxides reduction”的美國專利號5，139，754公開了一種“用于將燃燒流出物中的氮氧化物還原的過程”，其“涉及在有效條件下將氮處理劑引入到流出物中以產(chǎn)生具有降低的氨氧化物濃度的已處理流出物，使得在已處理流出物中存在氨；并且然后在有效條件下接觸已處理流出物以用氮氧化物還原催化劑來減少流出物中的氮氧化物”。授予Sun 等人的名稱為 “Selective catalytic reduction of NOx enabled byside stream urea decomposition”的美國專利號7，090，810公開了一種“優(yōu)選過程裝置”，其“利用在必要時能夠被補充的煙道氣的焓來將尿素(30)轉(zhuǎn)換成用于SCR的氨。在140°C以上的溫度下被分解的尿素(30)被注射(32)到在換熱器(22)之后被分離出來(28)的煙道氣流中，所述換熱器(22)諸如為主過熱器或節(jié)約器。理想地，側(cè)流將在不需要進一步加熱的情況下使尿素氣化；但是，當要求熱量時，其遠比將整個流出物(23)或尿素(23)加熱將需要的少。通常小于煙道氣的3%的此側(cè)流提供用于尿素(30)的完全分解的要求溫度和停留時間?？梢允褂脷庑蛛x器來去除顆粒并將試劑與煙道氣完全混合。然后可以使用吹風機(36)將此流引導至在SCR前面的注射柵(37)。由于與穿過氨-SCR過程中的通過AIG注射的相比高了一個數(shù)量級的側(cè)流質(zhì)量，促進了與煙道氣的混合”。授予Sun 等人的名稱為 “Highly efficient hybrid process for nitrogenoxides reduction”的美國專利號5，286，467描述了 “一種用于減少燃燒流出物中的氮氧化物的過程”，其“涉及向流出物中引入除氨之外的氮處理劑以產(chǎn)生具有降低的氮氧化物濃度的已處理流出物；將氨氣源引入流出物中；以及使已處理流出物與氮氧化物還原催化劑接觸”。

發(fā)明內(nèi)容
然而，需要的是用于提供足夠的停留時間以有效地允許尿素轉(zhuǎn)換到氨氣的系統(tǒng)和方法。因此，本發(fā)明是用于使得能夠通過允許足夠熱的煙道氣的次流有必需停留時間以將反應組件中的水性尿素氣化成氨蒸氣來實現(xiàn)NOx的高效選擇性催化還原的新型系統(tǒng)和方法。然后將氨和次煙道氣的混合物反饋到在SCR反應器系統(tǒng)上游的主煙道氣流中。本發(fā)明的目的是使得能夠?qū)崿F(xiàn)存在于通過燃燒鍋爐、氣體渦輪機、內(nèi)燃機、熔爐等 中的化石燃料(共同地稱為燃燒系統(tǒng))所產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物中的NOx的高效選擇性催化還原(SCR)。并且，本發(fā)明的目的不限于其在從燃燒得到的熱排出氣體中的適用性，而是可適用于其中將SCR過程用于NOx的還原的任何地方。本發(fā)明的另一目的是允許足夠熱的燃燒氣體的次流有必需的停留時間以將包含諸如水性尿素、水性氨和醇基的大量液體的流體高效地氣化。在一個實施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法允許源自于鍋爐的足夠熱的煙道氣的次流有必需的停留時間以將反應組件中的水性尿素氣化成氨蒸氣。然后將氨和次煙道氣的混合物反饋至在SCR反應器系統(tǒng)上游的主煙道氣流以使得能夠?qū)崿F(xiàn)存在于主煙道氣流中的NOx的還原。因此，依照本發(fā)明的一個實施例的尿素至氨蒸氣反應器系統(tǒng)包括被封閉在旁通流管道中的尿素反應器殼體，其接收在分流點處被從主煙道氣流分離出的次煙道氣流。主煙道氣流源自于燃燒燃料、導致包括氮氧化物(NOx)的燃燒煙道氣的產(chǎn)生的鍋爐。水性尿素以霧狀或非霧狀形式且可選地在諸如壓縮空氣的載流流體的幫助下被注射到被封閉在旁通流管道中的反應器殼體中。旁通流管道允許次煙道氣流流過封閉的反應器殼體，其中，在主煙道氣在已被通過選擇性催化還原(SCR)反應器設(shè)備處理之后被排出到大氣之前，注射的水性尿素被氣化成氨蒸氣，并且隨后使得所得到的氨、其副產(chǎn)物和次煙道氣流的氣體混合物能夠重新加入主流。在另一實施例中，將本發(fā)明的多個尿素至氨蒸氣反應器系統(tǒng)串聯(lián)地連接以形成級聯(lián)布置，使得從第一級得到的氨蒸氣和次煙道氣的混合物形成到第二級的輸入，以此類推。在又一實施例中，將本發(fā)明的多個尿素至氨蒸氣反應器系統(tǒng)以一定的構(gòu)造連接，使得每個系統(tǒng)從各分流點接收獨立體積的次煙道氣流，同時將源自于所述多個系統(tǒng)中的每一個的所得到的氣態(tài)氨和煙道氣混合物獨立地反饋到主煙道氣流中。通過使用吹風機、壓縮機、孔口、噴嘴、閥、管徑變化、管道彎曲和/或其組合產(chǎn)生并保持通過本發(fā)明的系統(tǒng)的所述多個級的氣體的期望流速。例如，對于鍋爐應用而言，(一個或多個)分流點可以取決于所使用的鍋爐的類型和不同點處的煙道氣的溫度。在一個實施例中，(一個或多個)分流點可以位于鍋爐的對流煙道內(nèi)并優(yōu)選地在節(jié)約器的上游，如果使用了的話。在一個實施例中，本發(fā)明是用于將水性尿素轉(zhuǎn)換成蒸氣氨的反應器，包括Ca)外殼，具有用于接收第一氣流的氣流進口、用于輸出第三氣流的氣流出口以及一個或多個外殼壁，所述一個或多個外殼壁限定設(shè)置在所述氣流進口和所述氣流出口之間的第一內(nèi)部空間；(b)設(shè)置在所述外殼內(nèi)的反應器，其中，所述反應器包括(i )殼體，其具有限定第二內(nèi)部空間并進一步限定被暴露于所述第一內(nèi)部空間的第一外表面的一個或多個反應器壁，其中，所述第一外表面具有在所述第二內(nèi)部空間和所述第一內(nèi)部空間之間產(chǎn)生壓力差區(qū)域的形狀；所述殼體中的第一開口，其中，所述第一開口(在本文中也稱為“窗口”)在所述第一外表面中，具有小于所述第一外表面的約35%的截面積，并被設(shè)置為接近于所述壓力差區(qū)域；以及(ii)與所述第二內(nèi)部空間流體連通的水性尿素進口?？蛇x地，從所述第一氣流的所述第一部分中的至少一些和所述第一氣流的所述第二部分中的至少一些產(chǎn)生第二氣流。氨蒸氣通過第二窗口離開所述反應器殼體并與所述第二氣流混合而產(chǎn)生所述第三氣流。氨蒸氣通過所述第二窗口離開所述反應器殼體并與所述 第二氣流混合而產(chǎn)生再循環(huán)氣流。該再循環(huán)氣流通過第一窗口進入所述第二內(nèi)部空間。氨蒸氣通過所述第二窗口從所述第二內(nèi)部空間的離開、所述再循環(huán)氣流的產(chǎn)生以及所述再循環(huán)氣流到所述第二內(nèi)部空間的進入形成對流回路。再循環(huán)/對流回路是增加停留時間的方法。反應器還包括突出部件，其中，所述突出部件定位成接近于所述第一窗口并從所述反應器的外表面延伸且進入所述第一內(nèi)部空間。所述第二內(nèi)部空間被熱能從所述第一氣流到所述反應器殼體的傳遞加熱。第二內(nèi)部空間的加熱足以在不要求附加熱能的輸入的情況下將水性尿素氣化成氨蒸氣。在另一實施例中，本發(fā)明針對一種用于向包含NOx的排出氣流中引入氨蒸氣的系統(tǒng)，包括(a)反應器，其用于如本文所述將尿素轉(zhuǎn)換成氨；(b)水性尿素流，其被持續(xù)地注射到所述水性尿素進口中；(c)第一流，其包括持續(xù)地流入所述氣流進口的被加熱氣體，在所述反應器殼體的至少一部分周圍；(d)第二流，其主要包括所述氨蒸氣，其中，所述第二流跨所述第一開口而存在；(e)第三流，其包括所述被加熱氣體和所述氨蒸氣的混合物，其中，所述第三流跨所述氣流出口而存在；以及(f)端口，其用于將所述第三流引入到第四流中，所述第四流包括包含NOx的所述排出流，其中，所述端口在SCR催化劑的上游。在另一實施例中，本發(fā)明是一種用于產(chǎn)生氨蒸氣的方法，包括(a)使加熱煙道氣側(cè)流在反應器的至少一部分周圍流動以對流地將所述反應器加熱到至少約700 T ;(b)將水性尿素注射到所述被加熱的反應器中，其中，步驟(b)是與步驟(a)同時執(zhí)行的；(c)將所述被加熱的反應器中的所述水性尿素熱分解，直至所述尿素的主要部分被轉(zhuǎn)換成氨蒸氣，其中，步驟(C)是與步驟(a)同時執(zhí)行的；(d)從所述被加熱的反應器抽取所述氨蒸氣，其中，步驟(d)是與步驟(a)同時執(zhí)行的；以及(e)將所述被抽取的氨蒸氣與所述加熱氣體的一部分混合。


將認識到本發(fā)明的這些及其它特征和優(yōu)點，因為通過在結(jié)合附圖考慮時參考以下詳細說明，它們將被更好地理解，在所述附圖中圖Ia示出本發(fā)明的尿素至氨蒸氣反應器系統(tǒng)的實施例；
圖Ib示出本發(fā)明的多個尿素至氨蒸氣反應器系統(tǒng)的串聯(lián)布置；
圖Ic示出本發(fā)明的多個尿素至氨蒸氣反應器系統(tǒng)的另一構(gòu)造；
圖2a是依照本發(fā)明的一個實施例的尿素至氨蒸氣反應器組件的三維視 圖2b是反應器組件被用于第一類型的鍋爐時的反應器組件的第一側(cè)視 圖2b’是反應器組件被用于第二類型的鍋爐時的反應器組件的第一側(cè)視 圖2c是反應器組件被用于第一類型的鍋爐時的反應器組件的第二側(cè)視圖； 圖2c’是反應器組件被用于第二類型的鍋爐時的反應器組件的第二側(cè)視 圖2d是反應器組件被用于第一類型的鍋爐時的反應器組件的頂視平面 圖2d’是反應器組件被用于第二類型的鍋爐時的反應器組件的頂視平面 圖3a是本發(fā)明的尿素至氨蒸氣反應器組件的實施例的分解 圖3a’是沒有機罩和相應窗口的本發(fā)明的另一實施例；
圖3b是本發(fā)明的尿素至氨蒸氣反應器組件的實施例的組裝三維視 圖3b’是沒有機罩和相應窗口的本發(fā)明的另一實施例；
圖3c是反應器組件被用于第一類型的鍋爐時的本發(fā)明的尿素至氨蒸氣反應器組件的實施例的立視縱向剖面 圖3c’是反應器組件被用于第二類型的鍋爐時的本發(fā)明的尿素至氨蒸氣反應器組件的實施例的立視縱向剖面 圖3c"是沒有機罩和相應窗口的本發(fā)明的另一實施例；
圖3d是反應器組件被用于第一類型的鍋爐時的本發(fā)明的尿素至氨蒸氣反應器組件的實施例的流管蓋的頂視平面 圖3d’是反應器組件被用于第二類型的鍋爐時的本發(fā)明的尿素至氨蒸氣反應器組件的實施例的流管蓋的頂視平面 圖3e是反應器組件被用于第一類型的鍋爐時的本發(fā)明的尿素至氨蒸氣反應器組件的實施例的流管蓋的第二頂視平面 圖3e’是反應器組件被用于第二類型的鍋爐時的本發(fā)明的尿素至氨蒸氣反應器組件的實施例的流管蓋的第二頂視平面 圖4a示出反應器殼體的三維組裝視 圖4a’是沒有機罩和相應窗口的本發(fā)明的另一實施例；
圖4b示出反應器殼體的分解 圖4b’是沒有機罩和相應窗口的本發(fā)明的另一實施例；
圖4c示出反應器組件被用于第一類型的鍋爐時的反應器殼體的側(cè)視剖面 圖4c’示出反應器組件被用于第二類型的鍋爐時的反應器殼體的側(cè)視剖面 圖4c"是沒有機罩和相應窗口的本發(fā)明的另一實施例；
圖4d示出反應器組件被用于第一類型的鍋爐時的反應器殼體的第一嵌板的立視圖； 圖4d’示出反應器組件被用于第二類型的鍋爐時的反應器殼體的第一嵌板的立視圖； 圖4d"是沒有機罩和相應窗口的本發(fā)明的另一實施例；
圖4e示出反應器組件被用于第一類型的鍋爐時的反應器殼體的第二嵌板的立視圖； 圖4e’示出反應器組件被用于第二類型的鍋爐時的反應器殼體的第一嵌板的立視圖；圖4e"是沒有機罩和相應窗口的本發(fā)明的另一實施例；
圖4f是反應器組件被用于第一類型的鍋爐時的組裝反應器殼體的頂視平面 圖4f是反應器組件被用于第二類型的鍋爐時的組裝反應器殼體的頂視平面 圖4g是反應器組件被用于第一類型的鍋爐時的被放置在流管內(nèi)的組裝反應器殼體的頂視平面 圖4g’是反應器組件被用于第二類型的鍋爐時的被放置在流管內(nèi)的組裝反應器殼體的頂視平面 圖5a是頂蓋的三維視圖； 圖5b是頂蓋的底部的三維視 圖5c是反應器組件被用于第一類型的鍋爐時的注射器-蓋組件的剖面立視 圖5c’是反應器組件被用于第二類型的鍋爐時的注射器-蓋組件的剖面立視 圖5d是反應器組件被用于第一類型的鍋爐時的注射器-蓋組件的從下側(cè)看的視圖； 圖5d’是反應器組件被用于第二類型的鍋爐時的注射器-蓋組件的從下側(cè)看的視圖； 圖6是側(cè)流和氨蒸氣氣流在反應器殼體內(nèi)和通過反應器殼體時的其不意性表不；
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的通過外殼的側(cè)流煙道氣的一般流動方向；
圖8是具有反應器殼體的外殼的截面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的側(cè)流煙道氣和氨蒸氣在包含氣流進口和氣流出口的平面上的流動；
圖9a是具有反應器殼體的外殼的截面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的側(cè)流煙道氣和氨蒸氣在包含氣流進口的平面上的流動；
圖％是具有反應器殼體的外殼的截面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的側(cè)流煙道氣和氨蒸氣的混合物在包含氣流出口的平面上的流動；以及圖10是方框圖，示出本發(fā)明的實施例的原理性功能的順序。
具體實施例方式雖然可以以不同的形式來體現(xiàn)本發(fā)明，但為了促進對本發(fā)明的原理的理解，現(xiàn)在將對圖中所示的實施例進行參考并將使用特定語言來對其進行描述。然而，應理解的是并不從而意圖限制本發(fā)明的范圍。如本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員正常地將想到，可以預期所述實施例的任何變更和進一步修改以及如本文所述的本發(fā)明的原理的任何進一步應用。圖Ia示出依照本發(fā)明的一個實施例的尿素至氨蒸氣反應器系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括被封閉在旁通流管105中的尿素反應器殼體(未示出)，其在一個實施例中接收在分流點110處被從主煙道氣流115分離出的次煙道氣流112。主煙道氣流115源自于燃燒化石燃料、烴類燃料的系統(tǒng)。如對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯而易見的，此類系統(tǒng)可以包括鍋爐、氣體渦輪機、內(nèi)燃(IC)機、熔爐或燃燒化石、烴類燃料或任何其它燃料的任何其它系統(tǒng)，所述任何其它燃料導致包括氮氧化物的燃燒產(chǎn)物的產(chǎn)生。另外，本發(fā)明的系統(tǒng)不限于其在從燃燒得到的熱煙道/排出氣體中的使用，而是可以在將選擇性催化還原(SCR)過程用于還原NOx的任何地方使用。出于說明的目的，參考鍋爐來描述本發(fā)明，然而，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以同樣用于燃燒化石、烴類燃料或生物質(zhì)燃料以產(chǎn)生燃燒氣體或作為燃燒的結(jié)果不一定產(chǎn)生煙道/排出氣體但其中將SCR過程用于還原NOx的任何其它系統(tǒng)。因此，在一個實施例中，主煙道氣流115源自于燃燒燃料130、導致包括氮氧化物(NOx)的燃燒/煙道氣體的產(chǎn)生的鍋爐125。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所已知的，燃燒/煙道氣體115通常被用來在煙道氣115在已被通過選擇性催化還原(SCR)反應器設(shè)備135處理之后被排出到大氣之前在多個換熱器管127中的水加熱。使用尿素注射器120將水性尿素以霧狀或非霧狀形式直接注射到被封閉在旁通流管105內(nèi)的反應器殼體。旁通流管105允許次煙道氣流112流過所封閉的反應器殼體，其中，所注射的水性尿素被氣化成氨蒸氣，并且隨后使得所得到的氨、其副產(chǎn)物和次煙道氣流的氣體混合物能夠重新加入主流115。在操作期間，‘ X %’體積(諸如在主煙道氣的從1%至5%范圍內(nèi))的次煙道氣流112進入旁通流管105以與霧狀或非霧狀尿素相互作用，其在到達穩(wěn)態(tài)條件之后具有接近次氣流112的溫度。次煙道氣流112到流管105中的引入流速受到諸如鍋爐的類型和尺寸、來自鍋爐的蒸汽的產(chǎn)生速率以及所使用的燃料類型的因素的影響。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認識到隨著次氣流112進入旁通流管105，其流動速度/速率減小。因此，在一個實施例中，旁通流管105產(chǎn)生獨立的且與在管道外面的流相比不同的氣流模式。此相對較慢的氣流模式是有利的，因為在存在足夠熱的輸入次氣流112的情況下，其允許霧狀或非霧狀尿素在穩(wěn)態(tài)條件下變成氨蒸氣及其副產(chǎn)物。再循環(huán)/對流回路是增加停留時間的一種方式，這進一步使得能夠?qū)崿F(xiàn)尿素至氨的有效轉(zhuǎn)換。次煙道氣流112在700至950華氏度的溫度范圍內(nèi) 是優(yōu)選的以使得反應器殼體(被封閉在旁通流管105中)能夠被充分地加熱。并且，停留時間在0. 5至5秒范圍內(nèi)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應注意的是由本發(fā)明的系統(tǒng)100實現(xiàn)的必需停留時間的益處能夠不僅被有利地用于使水性尿素氣化，諸如在本實施例中，而且在替代實施例中用于將諸如水性氨和含羥基的有機化合物的其它流體高效地氣化。雖然圖Ia在單級中示出了本發(fā)明的尿素至氨蒸氣反應器系統(tǒng)100的使用，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應認識到的是根據(jù)本發(fā)明的方面且如圖Ib所示，可以將多個系統(tǒng)100串聯(lián)地連接以形成級聯(lián)布置，使得從第一級141得到的氨蒸氣和次煙道氣的混合物形成到第二級142的輸入，以此類推。因此，替代實施例使得系統(tǒng)100被連接在多級中。圖Ic示出依照本發(fā)明的另一實施例的多個系統(tǒng)100的使用的另一構(gòu)造。在本實施例中，使用多個系統(tǒng)100，諸如圖Ic所示的第一 141和第二 142，使得每個系統(tǒng)100從分流點110接收獨立體積的次煙道氣流112，同時將源自于第一和第二系統(tǒng)141、142中的每一個的所得到的氣態(tài)氨和煙道氣混合物被反饋到主煙道氣流115中。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應認識到的是在連接管道內(nèi)利用風扇/吹風機的明智使用以產(chǎn)生并保持氣體通過系統(tǒng)100的多個級的期望速率。返回參考圖la，在一個實施例中，源自于流管105的氨和煙道氣的混合物借助于接近于SCR反應器設(shè)備135的吹風機(未示出)被饋送到主煙道氣流115中。在一個實施例中，氨和煙道氣的混合物被指引到在SCR反應器135的上游的注射柵。在另一實施例中，靜態(tài)混合器被安裝于在系統(tǒng)100的下游的旁通連接管道中以進一步使得能夠?qū)崿F(xiàn)氨蒸氣與次煙道氣的適當混合。在一個實施例中，由風扇或商店壓縮機來提供氣流以提供用于尿素注射器噴嘴的冷卻以及以提供密封空氣以防止熱流體回流到噴嘴上。并且，(一個或多個)分流點110的位置是可定制的并取決于所使用的鍋爐的類型和不同點處的煙道氣的溫度。在一個實施例中，(一個或多個)分流點110位于鍋爐的對流煙道內(nèi)并優(yōu)選地在節(jié)約器的上游，如果使用了的話。圖2a是依照本發(fā)明的一個實施例的尿素至氨蒸氣反應器組件200的三維視圖。圖2b和2c是側(cè)面圖，而圖24是反應器組件200的頂視平面圖，其全部示出組件200被用于第一類型的鍋爐時的根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的示例性尺寸。類似地，圖2b’和2c’是側(cè)面圖，而圖2d’是反應器組件200的頂視平面圖，其全部示出組件200被用于第二類型的鍋爐時的根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的示例性尺寸?，F(xiàn)在同時地參考圖2a至2d和圖2b’至2d’，使得相同的附圖標記參考相同的元件，反應器組件200包括具有用于允許次煙道氣流208進入反應器組件的進口 207和用于允許氨蒸氣和次煙道氣210的混合物離開反應器組件200的出口 209。如在圖2c和2c’中可見的，尿素反應器殼體215被封閉在流管205內(nèi)。通過使用尿素注射器220在反應器殼體215內(nèi)引入尿素,尿素注射器220在一個實施例中被附著于流管205的頂蓋225。注射器220包括直接在水性尿素在反應器殼體215的引入點上游的三通閥。在一個實施例中，尿素注射器220從頂部、從而利用重力將霧狀或非霧狀水性尿素注射到反應器殼體215中。然而，在替代實施例中，從流管205的側(cè)面或頂部提供尿素饋送。在一個實施例中，進口和出口 207、290包括管道延伸部分211、212，其分別從各端口向外延伸以在反應器組件200被連接以接收鍋爐的旁通次煙道氣流時促進端口到進口和出口旁通管道(未示出)的連接。排放管230通過流管205的底蓋235。
反應器元件的尺寸取決于多種因素，諸如鍋爐的類型、鍋爐容量、要作為試劑而生成以用于煙道氣污染物的催化還原的氨的量、煙道氣的流速、煙道氣的溫度、被饋送到反應器中的水性尿素溶液的流速和組成，僅舉幾個例子。在一個實施例中，流管205的長度與外徑比為約2.5，并且可以根據(jù)上述因素在2至4范圍內(nèi)變化。例如，圖2b’至2d’的流管205被示為較大(42英寸的示例性長度和18英寸的外徑，具有2. 33的長度與外徑比)，由于第二類型鍋爐相對大于第一類型的鍋爐，具有相應地直徑分別大于圖2b至2d的流管尺寸的進口和出口 207、209 (30英寸的示例性長度和12英寸的外徑，具有2. 5的長度與外徑比)。圖3a是本發(fā)明的尿素至氨蒸氣反應器組件300的實施例的分解圖，并且圖3b是組裝三維視圖。圖3c是立視縱向截面圖，圖3d是定時平面圖，而圖3c是流管的頂視圖，全部示出尿素至氨蒸氣反應器組件300被用于第一類型的鍋爐時的根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性尺寸。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應認識到的是此類尺寸絕不是限制性的，并且至少根據(jù)鍋爐的類型或?qū)δ蛩刂涟比萘康男枨蠖?。因此，圖3c’是立視縱向截面圖，圖3d’是頂視平面圖，而圖3e’是流管的頂視圖，全部示出尿素至氨蒸氣反應器組件300被用于第二類型的鍋爐時的根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的示例性尺寸。現(xiàn)在同時地對圖3a至3c和圖3c’進行參考，使得相同的附圖標記參考相同的元件。在一個實施例中，流管305是圓形截面的管道，其具有封閉底部335，包括從其中通過的孔328以容納反應器殼體排放管330以及開放頂部345?？?28的放大視圖365示出在其頂端處被連接到尿素反應器殼體315的底部350的排放管330和通過孔328并進入排放連接器332的排放端331。排放塞334被擰入排放連接器332中以充當節(jié)流閥。流管305的頂部開口 345具有圓形凸緣347以借助于多個螺栓和螺母348頂蓋325與之固定。分別被用于第一類型和第二類型鍋爐時的用于組件300的圖3d、3e和3d’、3e’示出了根據(jù)一個實施例的螺栓和螺母348的圓形模式。頂蓋325的一部分的放大視圖370被使用螺栓和螺母348栓接到凸緣347。在凸緣347和蓋325之間使用墊圈349以用于螺栓和螺母348的牢固上緊和鄰接表面的適當封裝。凸緣347在其頂部開口 345周圍被裝配在流管305上。
根據(jù)一個實施例，本發(fā)明的反應器殼體315被由三個側(cè)板340制成為具有三角形截面。如對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將有利地顯而易見的，然而，在替代實施例中，反應器殼體315是圓形截面管、正方形截面殼體、矩形截面殼體或任何其它適當截面殼體。尿素反應器殼體315被引入到流管305中，使得其被全封閉在流管305內(nèi)。在底部處，反應器殼體315被附著于底板335,同時,在頂部處,反應器殼體315被借助于套筒355 (在放大視圖375中示出)固定在頂蓋325下面，該套筒被成形和確定尺寸而形成端口以在頂蓋325被固定袋流管305的頂部開口 345上時保持反應器殼體315。頂蓋325還包括中心鉆出的通孔368以固定地保持集成注射器組件320并允許尿素被引入到反應器殼體315中。圖4a是根據(jù)本發(fā)明的實施例的反應器殼體415的三維組裝視圖，而圖4b是分解圖。圖4c是側(cè)面首I]視圖，圖4d和4e分別是第一和第二嵌板的立視圖，圖4f和圖4g是頂視平面圖，全部詩句組裝反應器殼體415被用于第一類型的鍋爐時的根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性尺寸。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應認識到的池此類尺寸絕不是限制性的且至少根據(jù)鍋爐的類型而變。因此，圖4c’是側(cè)面剖視圖，圖4d’和4e’分別是第一和第二面板的立視圖， 圖4f和4g’是頂視平面圖，根據(jù)組裝反應器殼體415被用于第二類型的鍋爐時的根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的示例性尺寸?，F(xiàn)在同時地對圖4a至4g和圖4c’至4g’進行參考，使得相同的附圖標記參考相同的兀件。反應器殼體415包括三個嵌板一第一嵌板471、第二嵌板472和第三嵌板473 ;具有中心鉆出的排放孔493的底板474 ;三個嵌板內(nèi)部拐角475和排放管430。第一嵌板471包括窗口 476和下面的兩個附加窄窗口 478。機罩479在窗口476之上被附接于嵌板471，使得其僅縱向地覆蓋窗口 476的一部分，但是伸出以完全覆蓋窗口 476的寬度。根據(jù)本發(fā)明的實施例，三個嵌板471、472、473具有相同的高度‘h’。嵌板472和473具有相同的寬度‘w2’，其大于第一嵌板471的寬度VI’。并且，第二和第三嵌板472、473具有底板切口 480和帶有從其中通過的孔483的凸緣482。嵌板471還可以根據(jù)需要使底部的一部分被去除以容納煙道氣通路。底部嵌板474具有凹陷拐角以在其上面容納嵌板內(nèi)部拐角475。圖4f和4f示出三個嵌板471、472和473被使用嵌板內(nèi)部拐角475附著于三個拐角底部嵌板474時的反應器殼體415的頂視平面圖。放大視圖490示出了內(nèi)部拐角475如何被用來連接任何兩個嵌板。排放管430將底部嵌板474的排放孔493與在流管405的底板435中所鉆的孔相連。如圖4g和4g’的放大視圖495所示，反應器殼體415停留在流管405的底板435的頂部上，并且可以借助于緊固件被固定在第二和第三嵌板472、473的凸緣482的孔483中。再次參考圖4g和4g’，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應注意的是在本發(fā)明的一個實施例中，反應器殼體415被封閉在流管405內(nèi)，使得由第二和第三嵌板472、473的交叉點形成的拐角492指向用于煙道氣的進口 407。結(jié)果，第一嵌板(包括窗口 476和兩個窄窗口 478)面對流管405的出口。嵌板的定位并且因此反應器殼體415相對于流管405的進口和出口的定位以及窗口 476和機罩479相對于出口的定位是有利的，因為其使得能夠有用于注射的尿素被煙道氣間接地充分地加熱以變成氨蒸氣的保持時間。因此，在操作期間，次煙道氣通過進氣口407進入流管405而沖擊拐角492，從而沿著第二和第三嵌板472和473變得分叉而到達相對地定位的第一嵌板471。在煙道氣拐過由嵌板472和471、以及473和471形成的拐角、準備通過出口 309離開流管405時，此類流移動在兩個窄窗口 478附近導致壓差環(huán)境，由此，反應器殼體內(nèi)部的氣化尿素至氨流體被穩(wěn)定地抽出并隨后被兩個煙道氣流夾帶。在氨和煙道氣的氣體混合物準備通過出口 309離開反應器流管405的同時，所述煙道氣的一小部分被機罩479保持并被迫通過窗口 476滲入反應器殼體415。氣體的上述流動布置還允許反應器殼體415的全部三個嵌板的適當直接加熱以及在反應器殼體415和流管405之間導致循環(huán)對流回路以向從頂部注射的霧狀尿素微滴(或非霧狀尿素)提供附加能量，促使其被氣化成氨蒸氣及其它副產(chǎn)物。此循環(huán)對流環(huán)路的建立以及通過控制煙道氣通過流管405的流速，進一步保證了在反應器殼體內(nèi)實現(xiàn)過多的尿素至氨保持時間。在一個實施例中，將水性尿素氣 化成氨的唯一熱能量源是輸入煙道氣流所包含的熱能或熱量。參考圖6，示出了由反應器615產(chǎn)生且在反應器615內(nèi)的對流回路。反應器氣體687與再循環(huán)氣體686組合，以產(chǎn)生反應器輸出氣流689，其通過第一反應器窗口 678離開。反應器輸出689氣體的一部分作為反應器排出氣體離開系統(tǒng)，而反應器輸出氣體689的第二部分作為再循環(huán)氣體686通過第二反應器窗口 676再循環(huán)回到反應器615中。應認識到的是術(shù)語“第一”和“第二”在被用來指示諸如反應器殼體窗口的類似元件時僅僅意圖指示兩個元件之間的差異或差別，而不是元件的順序、絕對要求數(shù)目或要求序列。因此，當參考兩個反應器殼體窗口時，可以可互換地使用術(shù)語“第一”和“第二”。返回參考圖3c和3c’，應注意的是機罩379被定位為使得其略微位于出口 309的中心301下面，使得源自于下面的氨蒸氣和煙道氣的混合物不會無阻礙地通過出口 309直接流出。應認識到的是此特定布置雖然是有利的，但絕不是限制性的，因此在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，替代實施例可以具有反應器殼體相對于流管的進口和出口的其它定位。圖5a是包括中心鉆的通孔560以容納尿素注射器組件520的進口管506的頂蓋525的三維視圖。圖5b是頂蓋525的底部的三維視圖。蓋525的底部具有如圖5c、即頂蓋525的立視截面圖所示的圓形絕緣襯里510。具有厚度T和直徑‘d2’的絕緣襯里被金屬板固定于蓋的底部。頂蓋525還向反應器殼體415提供一起感測檢查口 507，允許持續(xù)地監(jiān)視反應器殼體415內(nèi)的諸如溫度、壓力和類別的操作條件。圖5d注射器-蓋組件500和反應器415的頂部部分的剖面底視圖。圖5c和5d示出注射器-蓋組件500被用于第一類新的鍋爐時的根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性尺寸。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應認識到的池此類尺寸絕不是限制性的且至少根據(jù)鍋爐的類型而變。因此，圖5c是剖面立視圖，而圖5d’是注射器-蓋組件500的剖面底視圖，兩者都示出注射器-蓋組件500被用于第二類型的鍋爐時的根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的示例性尺寸?，F(xiàn)在同時地對圖5c、5d和5c’、5d’進行參考，使得相同的附圖標記參考相同的元件。如注射器-蓋組件500的剖面立視圖所示，在圖5c和5c’中，襯里510的直徑‘d2’略小于流管505的內(nèi)徑‘0’，而蓋525的直徑‘dl’等于流管505的凸緣547的直徑。當注射器-蓋組件500被附著在流管505上時，襯里510配合在流管505內(nèi)部，而蓋525停留在凸緣547之上，在其之間具有墊圈549以在蓋525借助于多個螺栓和螺母被固定于凸緣547時改善鄰接表面的封裝。如圖5b、5d和5d’所示，形成套筒555并在孔560周圍附著于襯里510的底部。在一個實施例中，套筒555在形狀上是三角形的以容納反應器殼體515的頂部部分，其在一個實施例中具有三角形截面。圖5d和5d’更清楚地示出被配合到由三角形套筒555形成的端口中的三角形截面的反應器殼體515。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是在替代實施例中，根據(jù)反應器殼體515的截面的形狀，套筒的形狀是可定制的。轉(zhuǎn)到圖7，示出了側(cè)流煙道氣701通過包含尿素至氨反應器(未示出)的外殼702的一般流動。第一氣流703 (例如從主煙道氣流導出的側(cè)流煙道氣流)經(jīng)由氣流進口 703進入外殼(或室)702、穿過外殼，其中，其與氨蒸氣混合，并且所得到的混合物作為例如第三氣流711經(jīng)由氣流出口 705流出外殼。在優(yōu)選實施例中，外殼的至少一個外殼壁708限定設(shè)置在其氣流進口和氣流出口之間的第一內(nèi)部空間710。在某些實施例中，外殼壁708是圓筒形的并限定第一內(nèi)部空間且連同第一外殼端部706和第二外殼端部707 —起限定第一內(nèi)部空間。在其它實施例中，壁是球形的、立方體等。優(yōu)選地，第一端部706接近于氣流進口(相對于所述氣流出口)且第二端部707接近于氣流出口(相對于所述氣流進口)。轉(zhuǎn)到圖8，示出了包圍具有反應器殼體830的外殼801的截面圖，該視圖示出側(cè)流煙道氣810和氨蒸氣812的流動，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該視圖是在包含氣流進口 804
和氣流出口 805的平面上。分別地，圖9a和9b示出具有反應器殼體840的外殼801的截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的側(cè)流煙道氣811和氨蒸氣913在包含氣流進口 804的平面上的流動；以及具有反應器殼體830的外殼801的截面圖，示出了側(cè)流煙道氣和氨蒸氣914的混合物在包含氣流出口 805的平面上的流動。這里,外殼801限定第一內(nèi)部空間820。反應器殼體830具有被相互設(shè)置成用于限定第二內(nèi)部空間832的關(guān)系的一個或多個壁831。反應器殼體壁831還限定了被暴露于所述第一內(nèi)部空間820的第一外表面903。第一外表面還具有一個或多個開口(例如窗口)，其充當?shù)谝粌?nèi)部空間和第二內(nèi)部空間之間的界面，并且還允許兩個空間是相互流體連通的。優(yōu)選地，窗口的截面積小于第一外表面的總表面面積的約35%，并且更優(yōu)選地小于約10%。在某些實施例中，開口中的一個或多個各自具有主方向和次方向，并且具有矩形輪廓，其中，所述主方向平行于反應器主軸線843。在某些優(yōu)選實施例中，開口中的一個或兩個相對于第二反應器端部而言接近于第一反應器端部。優(yōu)選地，表面903的至少一部分具有諸如角的形狀，其在第一內(nèi)部空間820和第二內(nèi)部空間832之間產(chǎn)生壓力差區(qū)域821。壓力差區(qū)域831的位置、尺寸和取向可以隨反應器尺寸和操作條件而變。其甚至還可以在系統(tǒng)正在穩(wěn)態(tài)條件下操作時改變。優(yōu)選地，該區(qū)域是在第一內(nèi)部空間與第二內(nèi)部空間的界面、諸如在開口(例如窗口)806處或附近形成的并被保持在該處。在某些實例中，該區(qū)域是在氣流內(nèi)形成的小袋。給定表面上的流分離是由于方向變化而引起的，該方向變化在氣流和相鄰表面之間產(chǎn)生壓力差。由于壓力是作用在表面上的力，所以在流分離的情況下，建立“逆流場”，因此，一般地可以將分離表面區(qū)域上的流動方向表征為從表面“吊離”，并且這樣在整個外殼內(nèi)產(chǎn)生最低壓力點，但不一定是負的(真空)。窗口被設(shè)計并定位于最接近于該區(qū)域的特定區(qū)域中，因此第二內(nèi)部空間中的加壓分解尿素氣體在外部逆向流的作用(夾帶)下穿入第一內(nèi)部空間中。因此，從尿素反應器(第二內(nèi)部空間)至流管(第一內(nèi)部空間)的流體在這些條件下僅是一個方向。該反應器還包含水性尿素進口 803，諸如注射器、噴嘴等，其位于用于允許包括霧狀尿素的水性尿素進入第二內(nèi)部空間的位置上。氣流進口 804具有進口主軸線841且氣流出口具有出口主軸線842。反應器殼體830具有與所述進口主軸線正交的反應器主軸線843，并且優(yōu)選地具有繞著所述反應器主軸線843的三角形輪廓940。三角形輪廓優(yōu)選地具有引導頂點941、第一拖曳頂點942以及第二拖曳頂點，其中，所述引導頂點相對于第一和第二拖曳頂點而言接近于氣流進口 804。優(yōu)選地，第一外表面903的至少一部分944與引導頂點相對。如本文所使用的術(shù)語頂點意指由物體的面或小平面的相交所形成的邊緣。在某些優(yōu)選實施例中，三角形輪廓940具有等腰形狀，其中，所述引導頂點具有小于60°的內(nèi)角946。優(yōu)選地，反應器殼體具有第一反應器端部851和第二反應器端部852，其中，第一和第二端部具有沿著反應器主軸線843的質(zhì)心904，并且第二反應器端部851相對于氣流出口 805而言接近于氣流進口 804，并且第二反應器端部852相對于氣流進口 804而言接近于氣流出口 805。本發(fā)明的反應器系統(tǒng)的有利之處在于提供了與常規(guī)尿素至氨轉(zhuǎn)換系統(tǒng)相比相對更加緊湊的設(shè)計。因此，本發(fā)明的另一方面是一種反應器系統(tǒng)，除上述某些特征之外，其還具有(c)主煙道氣導管；(d) SCR催化劑；以及(e)煙道氣側(cè)流導管，其具有(i )被設(shè)置在所述氣流進口的上游且在第一位置處被流體連接到所述氣流進口和煙道氣導管的第一部分；以及(ii)在所述氣流出口的下游且在第二位置被流體連接到所述氣流出口和所述煙道氣導管的第二部分，其中，所述第二部分相對于煙道氣通過所述主煙道氣導管的流動而言在 所述第一位置的下游且在所述SCR催化劑的上游；并且優(yōu)選地具有所述氣流進口和所述第二位置之間的直線流動距離，所述直線流動距離小于所述側(cè)流導管的平均直徑的約40倍、更優(yōu)選地小于約30倍、甚至更優(yōu)選地小于約25倍且最優(yōu)選地小于約20倍。在不脫離本發(fā)明的本質(zhì)特性的情況下，可以以其它特定型式來體現(xiàn)本發(fā)明。所述實施例將在所有方面僅被視為說明性而非限制性的。因此，由所附權(quán)利要求而不是前述說明來指示本發(fā)明的范圍。在權(quán)利要求的等同物的意義和范圍內(nèi)的所有修改意圖被涵蓋在其范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于將水性尿素轉(zhuǎn)換成蒸氣氨的反應器，包括 a.外殼，其具有用于接收第一氣流的氣流進口、用于輸出第三氣流的氣流出口以及一個或多個外殼壁，所述一個或多個外殼壁限定設(shè)置在所述氣流進口和所述氣流出口之間的第一內(nèi)部空間； b.反應器，其被設(shè)置在所述外殼內(nèi)，其中，所述反應器包括； 1.殼體，其具有 一個或多個反應器壁，其限定第二內(nèi)部空間且進一步限定被暴露于所述第一內(nèi)部空間的第一外表面，其中，所述第一外表面的至少一部分具有在所述第二內(nèi)部空間和所述第一內(nèi)部空間之間產(chǎn)生壓力差區(qū)域的形狀， 所述殼體中的第一開口，其中，所述第一開口在所述第一外表面中，具有小于所述第一外表面的約35%的截面積，并被設(shè)置為接近于所述壓力差區(qū)域；以及 ii.與所述第二內(nèi)部空間流體連通的水性尿素進口。
2.如權(quán)利要求I所述的反應器，其中，所述氣流進口具有進口主軸線，并且所述殼體具有與所述進口主軸線正交的反應器主軸線和繞著所述反應器主軸線的三角形輪廓。
3.如權(quán)利要求2所述的反應器，其中，所述三角形輪廓具有引導頂點、第一拖曳頂點以及第二拖曳頂點，其中，所述引導頂點相對于所述第一和第二拖曳頂點而言接近于所述氣流進口，并且其中，所述第一外表面與所述弓I導頂點相對。
4.如權(quán)利要求3所述的反應器，其中，所述三角形輪廓是等腰的，所述引導頂點具有小于約60°的內(nèi)角，并且所述進口主軸線將所述弓I導頂點二等分。
5.如權(quán)利要求I所述的反應器，其中，所述氣流出口具有平行于所述進口主軸線的出口主軸線且所述氣流出口相對于所述三角形輪廓的其它表面接近于所述第一外表面。
6.如權(quán)利要求5所述的反應器，其中，所述反應器殼體具有第一端部和第二端部，其中，所述第一和第二端部具有沿著所述反應器主軸線的質(zhì)心，并且所述第一端部相對于所述氣流出口而言接近于所述氣流進口且所述第二端部相對于所述氣流進口而言接近于氣流出口。
7.如權(quán)利要求6所述的反應器,其中,所述第一開口具有第一主方向和第一次方向，并且所述主方向平行于反應器主軸線且鄰近于所述第一拖曳頂點但與所述第一拖曳頂點分開。
8.如權(quán)利要求7所述的反應器，其中，所述第一開口相對于所述第二端部而言接近于所述第一端部。
9.如權(quán)利要求8所述的反應器，還包括在所述第一外表面中的第二開口，其中，所述第二開口具有小于所述第一外表面的約35%的截面積，具有第二主方向和第二次方向，并且所述主方向平行于所述反應器主軸線且鄰近于所述第二拖曳頂點但與所述第二拖曳頂點分開。
10.如權(quán)利要求I所述的反應器，還包括 c.主煙道氣導管 d.SCR催化劑；以及 e.煙道氣側(cè)流導管，其具有 i.第一部分，其被設(shè)置在所述氣流進口的上游并在第一位置處被流體連接到所述氣流進口和煙道氣導管，和 ii.第二部分，其在所述氣流出口的下游并在第二位置處被流體連接到所述氣流出口和所述煙道氣導管，其中，相對于煙道氣通過所述主煙道氣導管的流動而言，所述第二部分在所述第一位置下游且在所述SCR催化劑上游。
11.如權(quán)利要求10所述的反應器，具有所述氣流進口和所述第二位置之間的直線流動距離，所述直線流動距離小于所述側(cè)流導管的平均直徑的25倍。
12.如權(quán)利要求I所述的反應器，還包括 c.在所述第一外表面中的第三開口，其中，所述第三開口具有大于所述第一和第二開口的所述截面積的截面積，并且其中，所述第三開口與所述第一和第二開口分離；以及 d.突出部件，其從所述第一外表面延伸并且位于所述第一內(nèi)部空間中，在所述第二內(nèi)部空間之外，并接近于所述第三開口。
13.—種用于產(chǎn)生氨蒸氣的方法,包括 a.使加熱煙道氣側(cè)流繞著反應器的至少一部分流動以將所述反應器對流地加熱到至少約700 0F ； b.將水性尿素注射到所述被加熱的反應器中，其中，步驟(b)是與步驟(a)同時執(zhí)行的； c.在所述被加熱的反應器中將所述水性尿素熱分解，直至所述尿素的主要部分被轉(zhuǎn)換成氨蒸氣，其中，步驟(C )是與步驟(a)同時執(zhí)行的； d.從所述被加熱的反應器抽取所述氨蒸氣，其中，步驟(d)是與步驟(a)同時執(zhí)行的；以及 e.將所述被抽取的氨蒸氣與所述加熱氣體的一部分混合。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，持續(xù)地執(zhí)行步驟(a)、(b)、(C)、(d)以及(e)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，通過分別在所述流動的加熱氣體和氨蒸氣之間形成壓力梯度來執(zhí)行所述抽取。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，通過使所述加熱氣體繞著所述反應器的至少一部分流動來產(chǎn)生所述壓力梯度。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述尿素的至少99%的重量在步驟(c)期間被氣化。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，在外殼內(nèi)執(zhí)行步驟(a)、(b)、(C)、(d)以及(e)。
19.一種用于將氨蒸氣引入到包含NOx的排出氣流中的系統(tǒng)，包括 a.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反應器； b.被持續(xù)地注射到所述水性尿素進口中的水性尿素流； c.包括持續(xù)地流入所述氣流進口中的被加熱氣體的第一流，所述第一流在所述反應器殼體的至少一部分周圍； d.主要包括所述氨蒸氣的第二流，其中，所述第二流跨所述第一開口而存在； e.包括所述被加熱氣體和所述氨蒸氣的混合物的第三流，其中，所述第三流跨所述氣流出口而存在；以及 f.用于將所述第三流引入到第四流中的端口，所述第四流包括包含NOx的所述排出流，其中，所述端口在SCR催化劑的上游。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述被加熱氣體是從所述端口上游的所述排出氣流抽取的側(cè)流。
全文摘要
本發(fā)明是采用尿素至氨蒸氣的反應系統(tǒng)的燃燒系統(tǒng)。尿素至氨的反應器殼體被封閉在旁通流管中，其在分流點處從包含源自于鍋爐的氮氧化物(NOx)的主煙道氣流接收次煙道氣流。旁通流管允許次煙道氣流流過被封閉的反應器殼體，其中，霧狀或非霧狀形式的注入水性尿素被氣化成氨蒸氣。在通過選擇性催化還原(SCR)反應器設(shè)備來處理主煙道氣之前，所得到的氨、其副產(chǎn)物和次煙道氣流的氣態(tài)混合物隨后重新加入主流?？梢酝ㄟ^再循環(huán)回路增加次流在旁通流管內(nèi)的停留時間，使得能夠在SCR設(shè)備中使用尿素至氨的有效轉(zhuǎn)換。
文檔編號B01D53/94GK102811796SQ201080060682
公開日2012年12月5日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者Y.關(guān) 申請人:約翰遜馬西公司