Низкотемпературный каталитический реактор с движущимся слоем для регулирования выбросов NOх при сжигании топлива и способ обработки дымового газа

(51) 01 53/34 (2006.01) 01 8/12 (2006.01) 01 21/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ ДВИЖУЩИМСЯ СЛОЕМ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫБРОСОВ Х ПРИ СЖИГАНИИ ТОПЛИВА И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЫМОВОГО ГАЗА(57) Описана установка для низкотемпературного восстановления , которая полезна в котельных установках, используемых на электростанциях. Установка использует один или множество реакторов с движущимся слоем, в которых используется движущийся слой катализатора на основе обычного металла для селективного каталитического восстановления,присутствующего в дымовом газе. Движущийся слой позволяет непрерывное введение свежего или восстановленного катализатора, что позволяет устранить существующие проблемы, связанные с отравлением серой и последующим восстановлением каталитической активности таких катализаторов. Из-за более низких энергий активации таких катализаторов описаны ,использующие реакторы с движущимся слоем,которые могут быть расположены по потоку ниже воздухоподогревателя, дополнительно улучшающие эффективность производства электроэнергии. Также описаны способы низкотемпературного восстановления .(73) БАБКОК энд ВИЛКОКС ПАУЭР ДЖЕНЕРЕЙШН ГРУП, ИНК.(74) Тагбергенова Модангуль Маруповна Тагбергенова Алма Таишевна Касабекова Найля Ертисовна(54) НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР С ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка, включающая топочную камеру для сжигания топлива, которая в процессе работы производит дымовой газ,который может содержать требующее удаления количествои реактордля восстановления, по меньшей мере, части присутствующего в дымовом газе ,при этом реакторвключает реактор с движущимся слоем, который включает первый и второй противоположно направленные контуры,находящиеся на расстоянии друг друга и образующие,таким образом,в основном вертикальную магистраль слоя катализатора между ними, при этом первый и второй противоположно направленные контуры имеют отверстия, которые приспособлены пропускать дымовой газ и препятствовать прохождению катализатора, и корпус, имеющий верхнюю по потоку сторону и нижнюю по потоку сторону, где дымовой газ входит во входное отверстие в верхней по потоку стороне корпуса, которое идентично по размеру площади поверхности верхней по потоку стороны первого контура, и дымовой газ выходит в выходное отверстие в нижней по потоку стороне второго контура,в которой проходящий через указанный реактор с движущимся слоем дымовой газ проходит путь 28 через входное отверстие, первый противоположно направленный контур,магистраль слоя катализатора,второй противоположно направленный контур и выходное отверстие. 2. Установка по п.1, в которой первый и второй противоположно направленные контуры включают,соответственно, первый набор решеток и второй набор решеток, каждый из наборов решеток имеет ряд вертикально разнесенных первых или вторых решеток, соответственно, причем первые и вторые решетки в соответствующих первом и втором наборах решеток, наклонены в противоположные друг от друга стороны, указанная магистраль слоя катализатора образована между указанными первым и вторым наборами решеток, в которой дымовой газ,проходящий через указанный реактор с движущимся слоем, проходит путь между вертикально разнесенными первыми решетками,через магистраль слоя и затем выходит между вертикально разнесенными вторыми решетками. 3. Установка по п.1, в которой первый и второй противоположно направленные контуры включают,соответственно,первый набор решеток,расположенный у входа указанного реактора, и ситчатую тарелку, расположенную у выхода указанного реактора, указанный первый набор решеток включает ряд вертикально разнесенных первых решеток,которые наклонены в противоположную от указанной ситчатой тарелки сторону, указанная магистраль слоя катализатора образована между указанным первым набором решеток и указанной ситчатой тарелкой, в которой дымовой газ, проходящий через указанный реактор с движущимся слоем, проходит путь между вертикально разнесенными первыми решетками,через магистраль слоя и затем выходит через отверстия указанной ситчатой тарелки. 4. Установка по п.1, в которой первый и второй противоположно направленные контуры включают,соответственно, первую и вторую ситчатые тарелки,указанная магистраль слоя катализатора образована между указанными первой и второй ситчатыми тарелками, в котором дымовой газ, проходящий через указанный реактор с движущимся слоем,проходит через первый набор отверстий в указанной первой ситчатой тарелке, через магистраль слоя и затем выходит через второй набор отверстий в указанной второй ситчатой тарелке. 5. Установка по п.1, в которой указанный реакторвключает множество указанных реакторов с движущимся слоем, установленных параллельно пути дымового газа через реактор . 6. Установка по п.5, в которой указанное множество реакторов с движущимся слоем установлено в конфигурации аккордеона при рассмотрении сверху. 7. Установка по п.1, в которой указанный реакторвключает первую группу указанных реакторов с движущимся слоем, установленных параллельно пути дымового газа через реактори вторую группу указанных реакторов с движущимся слоем, установленных параллельно указанному пути дымового газа указанная вторая группа установлена последовательно за указанной первой группой и расположенной ниже по потоку от указанной первой группы относительно указанного пути дымового газа. 8. Установка по п.1, далее включающая воздухоподогреватель,расположенный ниже указанной топочной камеры относительно пути дымового газа, выходящего из указанной топочной камеры, указанный воздухоподогреватель является эффективным для предварительного нагрева воздуха, поступающего в топочную камеру,посредством теплообмена с дымовым газом,выходящим из указанной топочной камеры,указанный реакторразмещен ниже по потоку от указанного воздухоподогревателя относительно указанного пути дымового газа. 9. Установка по п.8, далее включающая электрофильтр для удаления частиц, захваченных указанным дымовым газом, расположенный ниже по потоку от указанного воздухоподогревателя относительно указанной магистрали дымового газа,указанный реакторразмещен внутри указанного электрофильтра. 10. Установка по п.1, далее включающая электрофильтр для удаления частиц, захваченных указанным дымовым газом, расположенный ниже по потоку от указанной топочной камеры относительно магистрали дымового газа,выходящего из указанной топочной камеры,указанный реакторразмещен внутри указанного электрофильтра. 11. Установка по п.1, в которой первый и второй противоположно направленные контуры являются эффективными для продвижения движущегося слоя частиц катализатора вниз по указанной магистрали слоя катализатора от входного канала слоя,расположенного в вершине указанного реактора с движущимся слоем, к выходному каналу слоя,расположенному в основании реактора. 12. Установка по п.11, далее включающая оборудование для регенерации слоя, эффективное для восстановления частиц отработанного катализатора, выпускаемых из выходного канала слоя, выходной транспортер для перемещения частиц отработанного катализатора от указанного выходного канала слоя до указанного оборудования регенерации слоя для его восстановления, и входной транспортер для перемещения восстановленных частиц катализатора от указанного оборудования регенерации до указанного входного канала слоя. 13. Установка по п.12, в которой указанные выходной конвейер и входной конвейер адаптированы для непрерывного перемещения частиц катализатора от указанного выпускного отверстия слоя через указанное оборудование регенерации слоя и до указанного впускного отверстия слоя циклической системы. 14. Установка по п.12, в которой указанный реакторвключает множество указанных реакторов с движущимся слоем, установленных параллельно пути дымового газа через реактор ,в котором указанный выходной транспортер предназначен для перемещения частиц отработанного катализатора, выпускаемых из выходных каналов слоя всех указанных реакторов с движущимся слоем в указанное оборудование регенерации, и указанный входной транспортер предназначен для перемещения восстановленных частиц катализатора от указанного оборудования регенерации до входных каналов слоя всех указанных реакторов с движущимся слоем. 15. Установка по п. 12, по меньшей мере, один из указанных выходного транспортера и входного транспортера включают вибрирующие средства для передачи вибраций перемещаемым частицам катализатора. 16. Установка по п.1, в которой указанная топочная камера является испарителем,работающим на твердом топливе, указанное топливо включает уголь. 17. Установка по п.1, далее включающая слой частиц катализатора, размещенный в указанной магистрали слоя катализатора, указанные частицы катализатора включают один или множество видов частиц, выбранных из группы, включающей распространенные оксиды и соли обычных металлов. 18. Установка по п.17, в которой указанные частицы катализатора являются в основном 29 частицами подверженного сульфатированию металлического катализатора. 19. Способ обработки дымового газа,выходящего из топочной камеры, для удаления присутствующего в нем Ох, включающий обеспечение реактора с движущимся слоем,который включает первый и второй противоположно направленные контуры,образующие в основном вертикальную магистраль слоя катализатора между ними, указанный первый контур включает набор решеток, и указанный второй контур включает ситчатую тарелку,указанный набор решеток включает ряд вертикально разнесенных решеток, которые наклонены в противоположную от указанной ситчатой тарелки сторону, указанный набор решеток и указанная ситчатая тарелка размещены на расстоянии друг от друга для образования в основном вертикальной магистрали слоя катализатора между ними обеспечение корпуса для реактора, где корпус имеет верхнюю по потоку и нижнюю по потоку стороны, где дымовой газ входит во входное отверстие в верхней по потоку стороне корпуса,которое идентично по размеру площади поверхности верхней по потоку стороны первого контура, и дымовой газ выходит из выходящего отверстия в нижней по потоку стороне корпуса,которое идентично по размеру площади поверхности нижней по потоку стороны второго контура обеспечение слоя частиц катализатора,проходящих вниз через указанную магистраль слоя катализатора, направляемого противоположными первым и вторым контурами и прохождение, по меньшей мере, части дымового газа, выходящего из указанной топочной камеры вдоль магистрали через указанный реактор с движущимся слоем, таким образом, что он проходит между указанными вертикально разнесенными решетками, через указанную магистраль слоя и затем выходит через отверстия, выполненные в указанной ситчатой тарелке. 20. Способ по п.19, в котором ниже по потоку от топочной камеры относительно магистрали указанного дымового газа расположен воздухоподогреватель для нагрева воздуха до поступления его для сжигания в топочную камеру посредством теплообмена с указанным дымовым газом, указанный реактор с движущимся слоем размещен ниже по потоку от указанного воздухоподогревателя относительно указанной магистрали дымового газа. 21. Способ по п.19, включающий обеспечение множества указанных реакторов с движущимся слоем, установленных параллельно магистрали указанного дымового газа через него. 22. Способ по п.21, в котором ниже по потоку от указанной топочной камеры расположен электрофильтр для удаления частиц, захваченных указанным дымовым газом, и в котором указанное множество реакторов с движущимся слоем расположено внутри указанного электрофильтра. 23. Способ по п. 19, далее включающий доставку частиц отработанного катализатора, выходящих из указанного реактора с движущимся слоем в оборудование регенерации для их восстановления, и доставку восстановленных частиц катализатора от указанного оборудования регенерации в указанную магистраль катализатора по замкнутой системе. 24. Способ по п.23, далее включающий вибрирование частиц катализатора во время перемещения от указанного реактора с движущимся слоем в указанное оборудование регенерации, от указанного оборудования регенерации в указанный реактор с движущимся слоем, или в обоих направлениях. 25. Способ по п.19, в котором указанная топочная камера является испарителем на твердом топливе, указанное топливо включает уголь. 26. Способ по п. 20, включающий обеспечение множества указанных реакторов с движущимся слоем ниже по потоку от указанного воздухоподогревателя и установленных параллельно указанной магистрали дымового газа. 27. Способ по п.19, в котором указанный дымовой газ имеет температуру в диапазоне 121177 С (250-350), когда он проходит через указанную магистраль слоя и входит в контакт с указанными частицами катализатора, и в котором таким образом восстанавливают, по меньшей мере,40 присутствующего в указанном дымовом газе. 28. Способ по п.27, в котором, таким образом,окисляют, по меньшей мере, 40 элементного присутствующего в указанном дымовом газедо более высокой степени окисления. 29. Способ по п.19, в котором указанные частицы катализатора включают один или множество видов частиц, выбранных из группы,включающей оксиды и соли обычных металлов. 30. Способ по п.19, в котором указанные частицы катализатора являются в основном частицами подверженного и стойкого к сульфатированию катализатора. 31. Способ по п.19, в котором указанный реактор с движущимся слоем приводит к перепаду давления не более 1 кПа (4 дюймов водяного столба) в дымовом газе, проходящем через реактор. 32. Способ по п.19, в котором указанный слой частиц катализатора проходит вниз через указанную магистраль слоя катализатора с линейной скоростью менее 30,48 см (1 фута) в минуту. 33. Способ по п.19, в котором, по меньшей мере,один из указанных первых и вторых контуров немного отклонен от вертикали. 34. Установка по п.3, отличающаяся тем, что отверстия в ситчатой тарелке являются круглыми и имеют размер, равныйдиаметра катализатора. 35. Установка по п.34, отличающаяся тем, что примерноплощади поверхности ситчатых тарелок составляют отверстия.