(57)【要約】  燃焼排ガスの浄化システムは、燃焼排ガス循環システム、反応器、少なくとも一つの触媒吸収剤を含む吸収剤追加システムを含み、触媒吸収剤は、均質な気相−気相反応方法で、反応器内の燃焼排ガスと反応させるためにガス化されている。従って、浄化システムは、効果的に燃焼排ガスを浄化するように効果的に汚染物質を除去するために、燃焼排ガス及び触媒吸収剤（好ましくは、アンモニア）の汚染物質間の、高速の反応速度を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応器と、
前記反応器へ少なくとも一つの廃棄燃焼排ガスを輸送するための、燃焼排ガス循環システムと、
少なくとも触媒吸収剤を含む吸収剤添加システムであって、前記触媒吸収剤が気相へガス化されており、前記燃焼排ガスの効果的な浄化のために前記一連の反応の後に、固体の状態で最終生成物を形成するために、均質な気相−気相状態及び１６０℃以下の反応温度の下で、それらの間で一連の反応を行なうために、前記燃焼排ガスの複数の汚染物質と前記触媒吸収剤を反応させるように前記反応器中へ送達される吸収剤添加システムとを含む、
燃焼排ガス浄化システム。
【請求項２】
前記触媒吸収剤がアンモニアであり、前記アンモニアは、前記触媒吸収剤並びに前記燃焼排ガス中の前記汚染物質の間の反応率を増加させること、及び、前記そこからの最終生成物の非毒性化合物を形成するために、前記一連の反応へ含まれる反応物質としての、両方の触媒として適合される、請求項１に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項３】
前記触媒吸収剤が多段階方式で前記反応器中に送達され、前記反応器中の前記各段階は、他の前記主な標的ではない汚染物質と更に反応させる一方、前記燃焼排ガス中の標的汚染物質と主に反応させるために特定の反応条件を有する、請求項１に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項４】
前記触媒吸収剤をガス化するために用いられる熱交換ユニットを更に含み、前記熱交換ユニットは少なくとも二組の管を有し、前記反応器へ入る前にガス化されるように、前記燃焼排ガスと熱交換するための第二の前記管の組内を前期触媒吸収剤が流れる一方、前記燃焼排ガスは熱輸送媒体として前記管の第一の組内を流れる、請求項１に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項５】
前記燃焼排ガス中の粉塵及び前記最終生成物の固体化合物を除去するための前記反応器と連絡可能に接続するために用いられる粉塵除去器を更に含む、請求項１に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項６】
前記粉塵除去器が、前記粉塵及び前記最終生成物の前記固体化合物を除去するための粉塵除去装置及び、前記燃焼排ガスからの前記最終生成物の再利用のために、前記最終生成物の前記固体化合物のアンモニウム塩を更に分離するための固体生成物収集器を含む、請求項５に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項７】
前記浄化した燃焼排ガスが前記反応器を出た後に、浄化された燃焼排ガスからの前記触媒吸収剤を分離するためのフォグ分離器を更に含む、請求項１に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項８】
前記浄化システムの複数のパラメータを監視及び収集するための監視システムを更に含み、前記反応器中へ入る前記触媒吸収剤の流速を自動的に追加及び制御するために、前記監視システムは、更に、前記吸収剤追加システムと電気的に結合している、請求項１に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項９】
前記燃焼排ガスが、前記熱交換ユニットに入る前には約１２０℃〜１６０℃の温度を有し、前記反応器へ入る前には約６０℃〜８０℃の温度を有し、前記浄化システムを出て空気中に排出される時には約２５℃〜５０℃の温度を有する、請求項４に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項１０】
前記燃焼排ガスの前記汚染物質が、ＳＯｘ、ＮＯｘ、ＣＯ２、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＮＯ３、Ｈ２Ｓ、Ｈ２ＳＯ４から成る群から選択され、一連の脱窒過程により除去される、請求項１に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項１１】
前記燃焼排ガスの前記汚染物質が、前記反応器中の以下の一連の反応の化学反応式:
２ＮＯ＋Ｏ２→２ＮＯ２
２ＮＯ２＋ＮＨ３−Ｈ２０→ＮＨ４ＮＯ３＋ＨＮＯ２
ＨＮＯ２＋ＮＨ３→ＮＨ４ＮＯ２
を有する一連の脱窒過程を介して除去される窒素酸化物を含む、請求項１に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項１２】
前記燃焼排ガスの前記汚染物質が硫黄酸化物を含み、前記硫黄酸化物が、酸−塩基反応、酸化反応、及び連鎖反応を含む一連の複合的化学過程を介して除去され、前記酸−塩基反応が以下の化学反応式を有し：
ＮＨ３−Ｈ２０ｇ（気体）＋ＳＯ２ｇ（気体）→ＮＨ４ＨＳＯ３ｓ
２ＮＨ３−Ｈ２０ｇ（気体）＋ＳＯ２ｇ（気体）→（Ｈ４）２ＳＯ３
前記酸化反応は以下の化学反応式を有し：
ＮＨ４ＨＳＯ３ｓ＋Ｏ２ｇ→ＮＨ４ＨＳＯ４ｓ
ＮＨ４ＨＳＯ４ｓ＋ＮＨ３→（ＮＨ４）２ＳＯ４
ＮＨ４ＨＳＯ３ｓ＋ＮＯ２ｇ→ＮＨ４ＨＳＯ４ｓ＋ＮＯ
ＮＨ４ＮＯ３＋ＮＨ４ＨＳＯ３→（ＮＨ４）２ＳＯ４＋ＨＮＯ２ｇ
前記連鎖反応は以下の化学反応式：
ＨＯＮＯｇ＋ｈｖ→ＯＨ＋ＮＯ
ＯＨ＋ＳＯ２→Ｈ２ＳＯ４
ＮＨ３＋Ｈ２ＳＯ４→ＮＨ４ＨＳＯ４
ＮＨ３＋ＮＨ４ＨＳＯ４→（ＮＨ４）２ＳＯ４
を有する、請求項１に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項１３】
前記燃焼排ガスの前記汚染物質は二酸化炭素を含み、前記二酸化炭素は以下の化学反応式：
ＣＯ２＋ＮＨ３−Ｈ２Ｏ→ＮＨ４ＨＣＯ３
ＮＨ４ＨＣＯ３＋ＮＨ３→（ＮＨ４）２ＣＯ３
を有する前記反応器中の脱炭素過程を介して除去される、請求項１に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項１４】
前記反応器がベンチュリ型反応器である、請求項１に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項１５】
前記触媒吸収剤は、ガス化されたアンモニア及び酸素含有物質の混合物であり、前記ガス化されたアンモニア及び前記酸素含有物質の体積割合が０〜１００である、請求項１に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項１６】
前記酸素含有物質が、酸素、空気、酸化した空気、ガス化した過酸化水素及びオゾンから成る群から選択される、請求項１５に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項１７】
前記反応温度が好ましくは−３０℃〜１４０℃である、請求項１に記載の燃焼排ガス浄化システム。
【請求項１８】
（Ａ）燃焼排ガスを反応器中へ輸送するステップと、
（Ｂ）前記燃焼排ガスを効果的に浄化するように固体状態の最終生成物を形成するために、均質化された気相−気相条件及び１６０℃以下の反応温度下で、それらの間で一連の反応を行なうために、その中の前記燃焼排ガスの二つ以上の汚染物質と反応するために、その気相へ触媒吸収剤をガス化し、前記ガス化した触媒吸収剤を前記反応器中へ輸送するステップと、
（Ｃ）前記浄化した燃焼排ガスを空気中に放出するステップと、を含む、燃焼排ガスの浄化方法。
【請求項１９】
前記触媒吸収剤がアンモニアであり、前記アンモニアが前記燃焼排ガス中の前記触媒吸収材及び前記汚染物質の間の反応率を増加させるための触媒、及び、そこからの前記最終生成物の非毒性化合物を形成するために前記一連の反応中に含まれる反応剤の両方として適合される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ステップ（Ｂ）において、前記触媒吸収剤が多段階方法で前記反応器中に送達され、前記反応器中の前記各段階は、前記他の主でない標的汚染物質と更に反応させる一方、前記燃焼排ガス中の標的汚染物質と主に反応させるための特定の反応条件を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記触媒吸収剤をガス化するために熱交換ユニットを提供するステップと、熱輸送媒体として前記熱交換ユニットの熱交換の第一の組の管中へ前記燃焼排ガスを送達するステップと、前記反応器に入る前にガス化されるように、前記燃焼排ガスからの熱を交換するために前記熱交換器の第二の組の管中へ前記触媒吸収剤を送達するステップとを更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
ステップ（Ｃ）の前に、前記反応器中の粉塵を除去するステップを更に含み、前記粉塵は前記燃焼排ガス中の飛灰を含み、前記反応器中の前記一連の反応からの前記最終生成物の得られた固相中に前記粉塵が飛灰を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記燃焼排ガスの再利用のために前記最終生成物を更に利用するように、前記最終生成物の前記得られた固相の固体アンモニウム塩を収集するステップを更に含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記燃焼排ガスの浄化のために、前記燃焼排ガスと前記触媒吸収剤を反応させた後、前記燃焼排ガスを浄化し、前記触媒吸収剤の前記触媒吸収剤を再利用するように、前記触媒吸収剤及び前記浄化された燃焼排ガスを分離するステップを更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
制御可能に前記吸収剤追加システムと電気的に結合している一方、前記浄化システムの任意の測定地点において、様々な反応条件及びパラメータを検出することを更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
前記反応器がベンチュリ型反応器である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２７】
前記燃焼排ガスが、前記熱交換ユニットに入る前は約１２０℃〜１６０℃の温度を有し、前記反応器に入る前は約６０℃〜８０℃の温度を有し、前記浄化システムを出て空気中に排出される際には約２５℃〜５０℃の温度を有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記燃焼排ガスの前記汚染物質が、ＳＯｘ、ＮＯｘ、ＣＯ２、ＨＦ、ＨＣ１、ＨＮＯ３、Ｈ２Ｓ、Ｈ２ＳＯ４から成る群から選択され、脱窒の一連の過程によって除去される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２９】
前記燃焼排ガスの前記汚染物質が窒素酸化物を含み、前記窒素酸化物は、前記反応器中の、以下の化学反応式：
２ＮＯ＋ＯＯ２→２ＮＯ２
２ＮＯ２＋ＮＨ３−Ｈ２０→ＮＨ４ＮＯ３＋ＨＮＯ２
ＨＮＯ２＋ＮＨ３→ＮＨ４ＮＯ２
を有する前記一連の反応の一連の脱窒過程を介して除去される、請求項１８に記載の方法。
【請求項３０】
前記燃焼排ガスの前記汚染物質が硫黄酸化物を含み、前記硫黄酸化物は、酸−塩基反応、酸化反応及び連鎖反応を含む前記一連の反応の一連の複合化学過程を介して除去され、前記酸−塩基反応は以下の化学反応式を有し、
ＮＨ３−Ｈ２０ｇ（気体）＋ＳＯ２ｇ（気体）→ＮＨ４ＨＳＯ３Ｓ
２ＮＨ３−Ｈ２Ｏｇ（気体）＋ＳＯ２ｇ（気体）→（ＮＨ４）２ＳＯ３
前記酸化反応は、以下の化学反応式を有し、
ＮＨ４ＨＳＯ３ｓ＋Ｏ２ｇ→ＮＨ４ＨＳＯ４ｓ
ＮＨ４ＨＳＯ４ｓ＋ＮＨ３→（ＮＨ４）２ＳＯ４
ＮＨ４ＨＳＯ３ｓ＋ＮＯ２ｇ→ＮＨ４ＨＳＯ４ｓ＋ＮＯ
ＮＨ４ＮＯ３＋ＮＨ４ＨＳＯ３→（ＮＨ４）２ＳＯ４＋ＨＮＯ２ｇ
前記連鎖反応は以下の化学反応式
ＨＯＮＯｇ＋ｈｖ→ＯＨ＋ＮＯ
ＯＨ＋ＳＯ２→Ｈ２ＳＯ４
ＮＨ３＋Ｈ２ＳＯ４→ＮＨ４ＨＳＯ４
ＮＨ３＋ＮＨ４ＨＳＯ４→（ＮＨ４）２ＳＯ４
を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項３１】
前記燃焼排ガスの前記汚染物質が二酸化炭素を含み、前記二酸化炭素は、以下の化学反応式：
ＣＯ２＋ＮＨ３−Ｈ２Ｏ→ＮＨ４ＨＣＯ３
ＮＨ４ＨＣＯ３＋ＮＨ３→（ＮＨ４）２ＣＯ３
を有する前記反応器内の脱炭素過程を介して除去される、請求項１８に記載の方法
【請求項３２】
前記触媒吸収剤は、ガス化されたアンモニア及び酸素含有物質の混合物であり、前記ガス化されたアンモニア及び前記酸素含有物質の体積割合が０〜１００である、請求項１８に記載の方法。
【請求項３３】
前記酸素含有物質が、酸素、空気、酸化空気、ガス化した過酸化水素及びオゾンから成る群から選択される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記反応温度が、好ましくは、−３０℃〜１４０℃である、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ§１１９の下で、２０１０年６月２８日出願の非仮出願番号第１２／８０３，５３５号に対する優先権の利益を主張する継続出願である。
【０００２】
本発明は、廃棄物処理のシステム及び方法に関し、より具体的には、燃焼排ガスの浄化及び再生システム及び方法に関し、これは、燃焼排ガスの廃棄物中の汚染物質又は汚染物の高効率な除去率を有し、同時に燃焼排ガス内の二つ以上の汚染物質を除去するためのものである。
【背景技術】
【０００３】
化石燃料発電所は、主に、製造業者のほとんどに、電力又はエネルギーを発生及び供給するために設けられている。例えば、製造業者は、製造業者の発電機を駆動する蒸気タービンの蒸気を生成するために石炭や石油を燃焼させ得る。化石燃料発電所から排出される燃焼排ガスは、主な汚染の原因又は汚染源の一つとして、よく知られている。燃焼排ガスは、通常、二酸化硫黄（ＳＯ２）又は他の硫黄酸化物、窒素酸化物ＮＯｘ−ＮＯ並びにＮＯ２、及び、二酸化炭素ＣＯ２又は他の炭素酸化物などの、複数の汚染物質又は汚染物を含む。
【０００４】
それらの汚染物は、地球環境に損傷を与える汚染物を削減するための処理が行われる無しに、大気中に直接的に放出される。例えば、ＳＯ２及びＮＯ２は、建物及び歴史的建造物を損傷し得、ヒトの健康に直接的に繋がっている酸性雨を引き起こし、ＮＯｘは主に光化学スモッグを引き起こす主要因ともなっており、二酸化炭素ＣＯ２は、地球温暖化をもたらす温室効果を引き起こしている。
【０００５】
より良い環境の保護のために、主に燃焼排ガスからの産業廃棄物の汚染物量を削減及び最小化するための様々な処理及び過程が存在する。典型的に、燃焼排ガスの汚染物を除去するほとんどの既存の方法は、ＳＯ２及びＮＯｘを別々に除去することに焦点を当てている。硫黄酸化物の除去処理のための燃焼排ガス浄化の主な二つの型は、乾式及び湿式ガス浄化技術である。
【０００６】
例えば、乾式脱硫を用いる。乾式脱硫は、活性炭吸着、分子篩吸着、酸化及び金属酸化吸着などの、通常、汚染物質の二酸化硫黄ＳＯ２を除去するための固体吸着剤又は触媒を用いる。乾式脱硫の利点は、乾式脱硫がその二次汚染を最小化及び削減できるように、汚水及び／又は廃酸の排水が無いことである。しかしながら、主な懸念事項は、脱硫効果が低く、乾式脱硫装置の機器がかさばり、それが非常に大きな空間を占有し、機器及び工程のコストが高いことである。
【０００７】
ガス浄化の別の例として、湿式脱硫を用いる。二酸化硫黄ＳＯ２を除去するための湿式脱硫は、石灰石−石膏法、ナトリウムアルカリ吸着法、アンモニア吸着、アルミニウム法、触媒酸化及び触媒還元法を含む。石灰石−石膏法の湿式法は、一般的に世界中で使用されており、今日における硫黄酸化物を除去するための、最も成熟した技術である。
【０００８】
石灰石−石膏法は、脱硫の効果が高く、脱硫過程の間に安定している。石灰石−石膏法において使用される吸着剤は、高い吸着率を有し、高濃度の硫黄酸化物を含む大量の廃棄物について安定的であり、石炭の高い順応性を有する。湿式石灰石−石膏法の吸着剤は、コストが低い。石灰石−石膏過程で発生する副産物は、他の商業的目的に利用することができる。
【０００９】
石灰石−石膏法は、上述した利点を有する今日における最も一般的な方法の一つであるが、湿式石灰石−石膏法は、依然として、大きな空間を占め、製造コストが高い。その過程はまた、大量の水を必要とし、廃棄された二酸化炭素及び他の温室効果ガスなどの非常に大量の排水及び他の排ガスを発生し、深刻な二次汚染の問題をもたらす。湿式処理の副産物は、通常湿度を含み、従って、そこからの副産物を処理するのは、比較的困難である。石灰石−石膏法の湿式法からの廃水は、放出される前に処理されるべきである。従って、廃棄物の処理のコストは、再び増加する。
【００１０】
選択的接触還元（ＳＣＲ）、液体吸収、微生物吸収、非選択的触媒還元、炭素還元法、触媒分解法、液膜法、ＳＮＲＢ脱硝技術、及び、フィードバック酸化吸着脱窒技術などの比較的多くの窒素酸化物を除去するための燃焼排ガス処理技術が存在する。しかしながら、選択的接触還元（ＳＣＲ）のみが廃棄物処理に広く用いられている。
【００１１】
選択的接触還元法は、非毒性且つ無公害のＮＨ２及びＨ２Ｏを形成するために、触媒を介して廃棄物のＮＯｘに選択的に反応するために、還元剤としてＮＨ３を使用している。２０Ｏ〜４００℃の温度範囲及び、ＮＯｘに対するＮＨ３の化学量論比が１：１の下で、ＮＯｘの除去率は、８０〜９０％程度の高さである。しかしながら、この過程で使用される触媒は毒性が高く、触媒の多孔性表面は簡単に目詰まりを起こす傾向にあり、このことは触媒反応に極めて重要であり、徐々にその除去効率を減少させ、そのため、その過程は不安定になり、大量の触媒を消費し、運転コストが高くなる。更に、選択的触媒還元法は、廃棄物のＮＯｘが高容量及び高濃度の場合には、適していない。
【００１２】
燃焼排ガス浄化の工業過程の主流は、硫黄酸化物を除去する方法及びＮＯｘを除去する乾式法を用いているが、硫黄酸化物及び窒素酸化物の両方を除去するためのいくつかの他の方法が存在する。例えば、プラズマ、電子ビーム法、ＣｕＯ法、ＳＮＡＰ法などである。同時にＳＯｘ／ＮＯｘの両方を除去するそれらの方法は、別々にＳＯｘ及びＮＯｘを処理する方法よりも、より効果的且つ経済的な処理を探索している。ＳＯｘ／ＮＯｘの両方を除去するいくつかの方法は、所望の除去率を達成することができ得る。例えば、ＳＯｘ／ＮＯｘの両方を除去する工業技術は、石灰／石灰石燃焼排ガス脱硫ＦＧＤシステムによって実施することが可能であり、これは、ＮＯｘを除去するために触媒法ＳＣＲを使用しながら、ＳＯ２を除去するために使用される。ＳＯｘ／ＮＯｘの両方を除去する上述の方法は、９０％の二酸化硫黄及び３０〜８０％の窒素酸化物を除去することが可能であり、湿式法のＦＧＤシステム及び乾式法のＳＣＲシステムが、各汚染物の所望の除去率を達成するために、それぞれの標的汚染物を独立的に除去可能であるように、湿式及び乾式法を組み合わせることが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、湿式法及び乾式法を組み合わせることによって、ＳＯｘ／ＮＯｘの両方を除去する方法はまた、上述するように、湿式及び乾式法の両方の利点を受ける。従って、ＳＯｘ／ＮＯｘの両方を除去する方法は、機器及び操作の両方において高価になり、大量の水を必要とし、二次汚染を有する傾向にある。触媒の活性は徐々に除去率が減少し、そのため、除去率は減少し続ける。すべてにおいて最も重要なことは、別々に炭素酸化物を除去する、又は、ＳＯｘ／ＮＯｘ及び炭素酸化物を同時に除去するための方法が、全く考慮されていないことである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、燃焼排ガスの浄化並びに再利用システム及びその方法を提供し、前記浄化システムが、高度に効果的に、燃焼排ガス中の汚染物を除去することができることにおいて、有利である。
【００１５】
本発明の別の利点は、燃焼排ガスの浄化並びに再利用システム及び方法を提供することであり、これは、９８％以上のＳＯ２及びＮＯ２除去率、３０％以上のＣＯ２除去率という、除去率を有している。
【００１６】
本発明の別の利点は、燃焼ガス浄化並びに再利用システム及び方法を提供することであり、これは、燃焼排ガス中の二つ以上の汚染物を除去することが可能であり、そのシステムは、同時に、ＳＯｘ、ＮＯｘ及びＣＯ２を顕著に除去することが可能である。
【００１７】
本発明の別の利点は、燃焼排ガスの浄化並びに再利用システム及び方法を提供することであり、気相−気相の触媒酸−塩基反応を形成するために、燃焼排ガス内で、気体のアンモニアを、ＳＯ２、ＮＯ２及びＣＯ２と反応させる。汚染物及び気相アンモニアの間の気相−気相反応速度は、廃棄物処理のための工業過程に適用するのに十分な程度に速い。システムの過程で使用されるアンモニアは、高い稼働率を有している。石灰石法の気相−固相又は気相−液相反応と比較すると、アンモニア及び汚染物の気相−気相反応は、比較的高い反応速度及び汚染物除去率を有する。
【００１８】
本発明の別の利点は、燃焼排ガス浄化並びに再利用システム及び方法を提供することであり、これは、新しい又は古い型の化学工学過程製造のほとんどに、容易に組み込むことができる。
【００１９】
本発明の別の利点は、燃焼ガス浄化並びに再利用システム及び方法を提供することであり、これは、サイズが小さく、システムの機器のコストが低く、従って、システムの専有空間の必要要件を最小限に抑える。
【００２０】
本発明の別の利点は、燃焼排ガスの浄化並びに再利用システム及び方法を提供することであり、システムは操作が単純であり、且つ、運転コストが低い。
【００２１】
本発明の別の利点は、燃焼排ガスの浄化並びに再利用システム及び方法を提供することであり、標的の汚染物と反応させるためのアンモニアは安価であり、且つ、高い利用率を有し、従って、廃棄物処理の過程のコストが低くなる。
【００２２】
本発明の別の利点は、燃焼排ガスの浄化並びに再利用のシステム及び方法を提供することであり、主にＳＯｘ、ＮＯｘ及びＣＯ２と反応させるためにアンモニアに適用されるアミノ化精製は、ほとんどの石油系燃料、石炭、及び天然ガスに関連する過程に適切である。
【００２３】
本発明の別の利点は、燃焼排ガス浄化並びに再利用のシステム及び方法を提供することであり、気化したアンモニアは、第一に、その活性化エネルギーを減少させるための触媒として浄化反応機構に含まれることが可能であり、第二に、それぞれ汚染物と反応するために、浄化反応過程に携わる。従って、浄化システムの過程及び方法は、更に、単純化され、汚染物と反応させる原材料のコストは更に最小化される。
【００２４】
本発明の別の利点は、燃焼排ガスの浄化並びに再利用のシステム及び方法を提供することであり、その過程の間に使用される水は必要ではなく、従って、燃焼排ガス浄化システムは、廃水処理の過程を排除することが可能であり、水を節約することができる。
【００２５】
本発明の別の利点は、燃焼排ガスの浄化並びに再利用のシステム及び方法を提供することであり、二次汚染は無く、従って、本発明の浄化システムの処理コストが低くなる。
【００２６】
本発明の別の利点は、燃焼排ガスの浄化並びに再利用のシステム及び方法を提供することであり、このシステムは目詰まり減少を最小限に抑え、従って、浄化システムの安定性を促進する。
【００２７】
本発明の別の利点は、燃焼排ガスの浄化並びに再利用のシステム及び方法を提供することであり、浄化過程の反応からの生成物は、固体アンモニウム塩化合物であり、固形のアンモニウム塩化合物を収集するために粉塵を除去する過程の後に、生成物は、人工複合肥料などの様々な目的のために、再利用又は再処理することが可能であり、そのようにして、廃棄物の再利用を達成することが可能である。
【００２８】
本発明の別の利点は、燃焼排ガスの浄化並びに再利用のシステム及び方法を提供することであり、浄化過程は、脱硫、脱窒、炭素の削減、及び、固体アンモニウム塩化合物などの粉塵の除去の多機能を有する。
【００２９】
本発明の別の利点は、燃焼排ガスの浄化並びに再利用のシステム及び方法を提供することであり、これは、様々な用途に適用することが可能である。例えば、浄化システムは、フッ化水素、塩化水素などの酸性の有害ガスの処理に適用することが可能であり、また、浄化システムは、車からの排気ガスの処理のためにも使用することが可能である。
【００３０】
本発明の更なる利点及び特徴は、以下の記載から明らかになり、添付の特許請求の範囲に示す手段及び特定の組合せによって実現化し得る。
【００３１】
本発明によると、前述並びに他の目的及び利点は、
反応器と、
チャンネルから反応器まで排気燃焼排ガスを輸送するための、送達開口部を有するチャンネルを有する、循環システムと、
少なくとも触媒吸収剤を含む吸収剤添加システムであって、該触媒吸収剤は、気相へガス化され、反応器に送達され、効率的に燃焼排ガスを浄化するように、そのような方法で燃焼排ガスの複数の汚染物は、均質な気相−気相状態下で非毒性化合物を生成するために、触媒吸着剤と反応させることができる吸収剤添加システムと、を含む燃焼排ガス浄化システムを提供することによって達成される。
【００３２】
本発明の別の態様によると、本発明はまた、燃焼排ガスの浄化方法も含み、その方法は以下のステップを含む。
（Ａ）燃焼排ガス循環システムのチャンネルの送達のための開口部から、反応器中へ燃焼排ガスを輸送するステップ。
（Ｂ）触媒追加システムの触媒吸収剤をその気相へガス化し、ガス化した触媒吸収剤を反応器中へ輸送するステップ。従って、触媒吸収剤、好ましくは気相アンモニアは、燃焼排ガスが反応器から出る際に、燃焼排ガスを浄化するように、汚染物質の除去のために燃焼排ガス中の汚染物質と反応させることができる。
（Ｃ）周囲空気中への浄化された燃焼排ガスの放出するステップ。
【００３３】
更なる目的及び利点が、以下の説明及び図面を考慮することにより明らかになるであろう。
【００３４】
本発明のこれら及び他の目的、特徴、及び利点が、以下の詳細な説明、添付の図面及び添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態による燃焼排ガス浄化システムを示す図である。
【図２】図２は、従来の技術及び本発明の浄化システムの間の汚染物質の除去率及び効率の比較の表である。
【図３】図３は、本発明の好ましい実施形態による、燃焼排ガスの浄化方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
好ましい実施形態の詳細な説明
図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態による燃焼排ガス浄化システムが示されており、ここで、燃焼排ガス浄化システムは、少なくとも、反応器１０、燃焼排ガス循環システム２０、及び吸着剤添加システム３０を含む。
【００３７】
燃焼排ガス循環システム２０は、燃焼排ガス循環システム２０から反応器１０中へ、排気燃焼排ガスを搬送するための開口部を有するチャンネルを少なくとも有する。
【００３８】
吸収剤追加システム３０は、反応器１０と動作可能に連通し、該吸収剤追加システム３０は、少なくとも触媒吸収剤を含み、吸収剤追加システム３０から反応器１０中へ触媒吸収剤を送達するように配置される。触媒吸収剤が反応器１０中へ送達される前に、吸収剤が均質化された気相−気相方法で燃焼排ガスと反応することができ、劇的にその反応速度を高めるように、触媒吸収剤は好ましくは気相へガス化される。
【００３９】
触媒吸収剤は、好ましくはアンモニアであり、気相へガス化されたアンモニアは、産業用途のために化学過程へ適用することが可能である反応率で燃焼排ガス内の汚染物と反応させることが可能である。気相アンモニアは、様々な非毒性化合物を形成するために、燃焼排ガスの汚染物質と迅速に反応することが可能である。例えば、ガス化したアンモニアは、硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）を形成するために、二酸化硫黄と反応することが可能であり、ガス化したアンモニアは、硝酸アンモニウム（ＮＨ４ＮＯ３）を形成するために窒素酸化物と反応することが可能であり、ガス化したアンモニアは、炭酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＣＯ３）を形成するために、二酸化炭素(ＣＯ２)と反応可能である。他の化合物はまた、一連の触媒吸着剤及び飛灰などの燃焼排ガスの反応によっても形成され得る。反応器１０内の各反応の更なる詳細は、以下に記載する。
【００４０】
容易に理解されるように、触媒吸収剤としてのアンモニアの使用は、ＳＯｘ、ＮＯｘ及びＣＯ２などの有害な汚染物質を除去可能なだけではなく、また、燃焼排ガス中のアンモニア及び汚染物質の反応物質から、非毒性の最終生成物も形成することが可能である。上述のアンモニウム塩などの最終生成物は、再利用の目的を達成するために、燃焼排ガス浄化システムが燃焼排ガスの汚染物質の浄化及び再利用を可能にするように、肥料として使用することが可能である。
【００４１】
気相燃焼排ガス及び触媒吸収剤の気相の反応は、触媒酸化反応の吸収過程、光分解、複雑な連鎖反応、及び／又は除塵過程を介して、燃焼排ガス内の汚染物質を効果的に消費することが可能である、高速化学反応であることに注意すべきである。本発明の浄化システムにおいて、他に追加の天然供給源は必要でも含まれていてもいない。廃水も反応副産物の他の二次汚染物質も発生していない。これにより、浄化システムは、高効率的に燃焼排ガス内の汚染物質を除去することが可能である。
【００４２】
本発明の好ましい実施形態において、反応器１０は、好ましくはベンチュリ型均質気相−気相反応器１０であり、それらの間の反応効率を最大化するために、気相アンモニアが、完全に気相燃焼排ガスと混合して接触することが可能であるように、ベンチュリ型設計を有している。
【００４３】
従って、熱交換ユニット４０が更に、アンモニアが反応器１０に入る前にその気相中に液相アンモニアをガス化するために、所定の熱エネルギーを効果的に供給するように提供される。
【００４４】
熱交換ユニット４０は、好ましくは、反応器１０中へ運ばれるように燃焼排ガスが熱交換ユニット４０へ入るように配置され、燃焼排ガス循環システム１０のチャンネルの送達開口部において、通常約１２０〜１６０℃の温度を有する燃焼排ガスは、燃焼排ガスを所望の温度まで冷却するように、アンモニアをガス化するための顕著な追加のエネルギーも電力も無しに、熱交換ユニット４０が、効果的に実質的にアンモニアをガス化するために、燃焼排ガス自体からの熱エネルギーを利用することが可能である方法で、熱伝達媒体として熱交換ユニット４０内を流れるように配置される。
【００４５】
言い換えると、熱交換ユニット４０は、基本的に、少なくとも二セットのパイプを有し、第一のパイプ群は、燃焼排ガスが第一のパイプ群の入力端部へ入り、第一のパイプ群の出力端部を出て反応器１０中へ入るようにし、一方、第二のパイプ群は、液相アンモニアが第二のパイプ群の入力端部に入り、気相アンモニアが第二のパイプ群の出力端部を出るように、液相アンモニアを輸送する。それによって、第一のパイプ群内の高温の燃焼排ガスは、液相から気相へアンモニアをガス化するように、それを用いて熱交換するために、第二のパイプ群内のアンモニアの液相を過熱するための、熱交換媒体として配置される。従って、燃焼排ガスは、浄化されるために、触媒吸収剤の気相アンモニアと迅速に反応することが可能である。
【００４６】
効率的に液相のアンモニアをガス化する浄化システムの内部エネルギーを利用するように、熱交換ユニット４０を介して、アンモニアは比較的高温の燃焼ガスから熱を吸収することが可能である。熱交換ユニット４０は、ガス化したアンモニア及び冷却した燃焼排ガスを、お互いに気相−気相反応方法で反応させるために、反応器１０中へ輸送することができる。
【００４７】
容易に理解されるように、ガス化されたアンモニアとして実施される触媒吸収剤は、好ましくは、三段階方法で反応器１０中へ送達される。言い換えれば、本発明の単一浄化システムを用いて、実質的に同時に複数の汚染物を浄化するために、各反応段階の様々な反応条件は、更に、反応速度を向上させることができるように、各段階は、主に燃焼排ガスの標的とする汚染物を浄化するために、所定の温度、濃度及び／又は圧力などの特定の反応条件を有する。
【００４８】
例えば、本質的に完全にアンモニアと反応させるために、二酸化硫黄は第一段階へ送達され、本発明の浄化システムが効果的且つ同時に二つ以上の汚染物を浄化することができるような方法で、第二段階が主に二酸化窒素と反応するための所定の反応条件で設計される一方、二酸化硫黄は、更にアンモニアと反応させるために、反応器１０内の第二段階へ更に運ばれ得る。従って、反応器１０中の燃焼排ガスの汚染物及びアンモニアの間の気相−気相反応は、好ましくは、より効果的な浄化システムを有するために、完全に連絡する配置で、二つのレベル及び三つの段階を形成するように配置される。
【００４９】
従って、粉塵除去ユニット５０は、好ましくは、燃焼排ガスからの粉塵又は反応器１０内の反応から発生した生成物を、収集又は除去するために用いられる。燃焼排ガス内の飛灰及びアンモニウム塩を含み得る粉塵は、燃焼排ガス及び触媒吸収剤の気相−気相反応の反応を介して形成される。従って、汚染物質を除去し、燃焼排ガスを浄化するために、燃焼排ガスの汚染物質は、反応器１０内の気相アンモニアと反応する。反応が実質的に終了した後、粉塵除去ユニット５０は、燃焼排ガスが周囲の空気中に排出される前に、燃焼排ガスからの飛灰及び粉塵のアンモニウム塩を除去することが可能である。
【００５０】
粉塵除去ユニット５０は更に、粉塵の除去のための粉塵除去装置５１及び、主に汚染物質及び触媒吸収剤の間の反応から発生したアンモニウム塩化合物のための固体生成物収集器５２を含む。従って、反応器１０により浄化され、粉塵除去ユニット５０の粉塵除去装置５１によりろ過された燃焼排ガスは、比較的きれいな気体で大気中に放出することができる。アンモニウム塩は、更に、肥料として使用するために収集されたアンモニウム塩の再利用など、再利用のために固体生成物収集器５２を介して更に分離及び収集することが可能である。
【００５１】
粉塵及び浄化した燃焼排ガスを分離した後、浄化した燃焼排ガスを更に、気体のアンモニア及び浄化された燃焼排ガスを分離するために、フォグセパレータ５３を通過するように輸送される。気体のアンモニアは、次に、アンモニアを再利用するために燃焼排ガス循環システム中へ入るように方向を向けなおされ、浄化された燃焼排ガスは、周囲の空気中に放出される前に、所定の温度まで更に冷却するために、熱交換ユニット４０内へ送達される。浄化した燃焼排ガスは、更に、熱交換ユニット４０により冷却され、次に、そこから大気中へ排出される。
【００５２】
従って、反応性生物の灰及び固体アンモニウム塩化合物からの反応器１０内の粉塵は、好ましくは、徐々に濃縮されるようにベンチュリ型反応器１０のベンチュリ管に入り、次に、衝突及び凝集の過程を供され、粉塵除去装置５１が、燃焼排ガスから粉塵を除去及び分離できるように、粉塵の粒子のサイズは、所定のサイズまで増加する。粉塵除去装置５１は、燃焼排ガスから粉塵を収集及び／又は除去するための、電気集塵装置又はバッグ型粉塵除去器であり得る。
【００５３】
浄化システムは監視システム６０を更に含み得、該監視システム６０は、浄化システムを制御するように、浄化システムの様々なチェックポイントで、温度、濃度、圧力及び他のパラメータの変化を監視することが可能である。従って、燃焼排ガス循環システム１０の燃焼排ガスは、通常、熱交換ユニット４０に入る前は約１２０℃〜１６０℃の温度を有し、熱交換ユニットを出た後及び反応器１０に入る前は約６０〜８０℃の温度を有し、反応器１０中で触媒吸収剤と反応した後、熱交換器１０を最終的に出た後は約２５〜５０℃の温度を有する。言い換えると、浄化された燃焼排ガスは、浄化システムを出る際及び空気中に放出される際には、約２５〜５０℃である。
【００５４】
監視システム６０は、更に、触媒吸収剤追加システム３０と電気的に結合しており、反応器１０に入る前及び／又は入った後の燃焼排ガスの汚染物質又は汚染物のそれぞれの濃度に応じて、吸収剤追加システム３０は、自動的に所定量の触媒吸収剤を、熱交換器４０へ追加することが可能であり、自動的に、自己−吸収−流量制御システムを形成するように、監視システム６０を用いて、温度、圧力及び他のパラメータを測定する。従って、監視システム６０は、浄化システムの任意の測定地点において、反応器１０に入る前の燃焼排ガスの温度及び圧力、又は、反応器１０中の第一段階における気体アンモニアの濃度などの、パラメータを収集することが可能である。
【００５５】
従って、触媒吸収剤のガス化したアンモニアは、燃焼排ガスの汚染物質のＳＯ２、ＮＯ２及びＣＯ２の除去を達成するために、ＳＯ２、ＮＯ２及びＣＯ２などのＳＯｘ、ＮＯｘ及びＣＯｘが、気相均質核反応が生じるように迅速にアンモニア水複合体と反応できるように、アンモニアと水の複合体（ＮＫ３・Ｈ２Ｏ）を形成するために燃焼排ガス中の蒸気又は水蒸気（Ｈ２Ｏ（ｇ））と反応することが可能である。
【００５６】
通常、燃焼排ガスは、５０％のＮ２、８％のＯ２、３０％のＣＯ２、９％のＨ２Ｏ及び、二酸化硫黄、窒素酸化物並びに飛灰などの燃焼排ガス中の汚染物質の他の気体を含むことが容易に理解されるであろう。理論的には、Ｈ２Ｏ（気体）は、ＳＯ２、ＮＯ２及びＣＯ２と反応することができ、ＳＯ２、ＮＯ２並びにＣＯ２及び水蒸気の間の反応は、直接的に工業的な用途に利用できないほど、極めて遅い。加えた触媒吸収剤下で、気相アンモニアとして取り込まれ、ＳＯｘ、ＮＯｘ及びＣＯ２を除去するために、迅速に更に燃焼排ガスの汚染物と反応するように、それらの間の水素結合を介して、水分子Ｈ２Ｏ及びアンモニア分子ＮＨ３は、アンモニア水複合体（ＮＨ３・Ｈ２Ｏ）を形成することが可能である。
【００５７】
従って、各汚染物質及び触媒吸収剤の反応を、以下に説明する。
【００５８】
燃焼排ガスの汚染物質の窒素酸化物は、一連の脱窒の過程によって除去されている。燃焼排ガス中のＮＯは、まず、ＮＯ２を形成するために酸化される。ＮＯ２は、固相硝酸アンモニウム及び気相亜硝酸を形成するために、核反応を形成するように、還元−酸化反応を介してＮＨ３・Ｈ２中で水分子と反応させ、亜硝酸塩の部分は、更に、硝酸を形成するために、アンモニアと反応させる。アンモニア触媒を使用した窒素感化物及びアンモニア水複合体の水分子との反応を、以下に示す。
２ＮＯ＋Ｏ２→２ＮＯ２
２ＮＯ２＋ＮＨ３−Ｈ２０→ＮＨ４ＮＯ３＋ＨＮＯ２
ＨＮＯ２＋ＮＨ３→ＮＨ４ＮＯ２
【００５９】
硫黄酸化物除去は、一連の複合化学過程を介して行われ、酸−塩基反応、酸化反応、ラジカル反応及び連鎖反応を含む。
【００６０】
硫黄酸化物の酸−塩基反応は、二酸化硫黄とＮＨ３−Ｈ２０を反応させる核反応を介して行われ、これは、固体ＮＨ４ＨＳＯ３及び亜硫酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＳＯ３を形成するための吸熱反応である。反応式を以下に示す：
ＮＨ３−Ｈ２０ｇ（気体）＋ＳＯ２ｇ（気体）→ＮＨＨＳＯ３Ｓ
２ＮＨ３−Ｈ２０ｇ（気体）＋ＳＯ２ｇ（気体）→（ＮＨ４）２ＳＯ３
【００６１】
酸化反応：ＮＨ４ＨＳＯ３及び（ＮＨ４）２ＳＯ３は、ＮＨ４ＨＳＯ３及び硫酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＳＯ３を形成するために、酸素、二酸化炭素、及び硝酸アンモニウムで酸化する。反応式を、以下のように示す：
ＮＨ４ＨＳＯ３ｓ＋Ｏ２ｇ→ＮＨ４ＨＳＯ４ｓ
ＮＨ４ＨＳＯ４ｓ＋ＮＨ３→（ＮＨ４）２ＳＯ４
ＮＨ４ＨＳＯ３ｓ＋ＮＯ２ｇ→ＮＨ４ＨＳＯ４ｓ＋ＮＯ
ＮＨ４ＮＯ３＋ＮＨ４ＨＳＯ３→（ＮＨ４）２ＳＯ４＋ＨＮＯ２ｇ
【００６２】
硫黄酸化物の連鎖反応式を以下に示す：
ＨＯＮＯｇ＋ｈｖ→ＯＨ＋ＮＯ
ＯＨ＋ＳＯ２→Ｈ２ＳＯ４
ＮＨ３＋Ｈ２ＳＯ４→ＮＨ４ＨＳＯ４
ＮＨ３＋ＮＨ４ＨＳＯ４→（ＮＨ４）２ＳＯ４
【００６３】
従って、酸−塩基反応、酸化反応、ラジカル反応及び連鎖反応の過程を介して、燃焼排ガス中の汚染物質の硫黄酸化物は、反応器１０内の一連の脱硫反応の後に除去することができる。
【００６４】
脱炭素過程はさらに反応器１０内の汚染物除去の一連の反応に関与しており、ここで二酸化炭素（気相又は液相水分子と反応するのが困難であり得る）は、炭素酸化物を除去し、且つ、肥料として再利用するためにリサイクル可能であるアンモニウム塩性生物を形成するために、ＮＨ４ＨＣＯ３の固相化合物及び炭酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＣＯ３を形成するための均質核生成反応を開始するために、ＮＨ３−Ｈ２Ｏと衝突することが可能である。反応を以下に示す。
ＣＯ２＋ＮＨ３−Ｈ２Ｏ→ＮＨ４ＨＣＯ３
ＮＨ４ＨＣＯ３＋ＮＨ３→（ＮＨ４）２ＣＯ３
【００６５】
図３を参照すると、本発明の好ましい実施形態による燃焼排ガスの浄化方法が示されており、該方法は以下のステップを含む：
（Ａ）燃焼排ガス循環システム２０のチャンネルの送達開口部から反応器１０中へ、燃焼排ガスを輸送するステップ。
（Ｂ）吸収剤追加システム３０の触媒吸収剤をその気相へガス化し、ガス化した触媒吸収剤を反応器１０中に輸送するステップ。従って、触媒吸収剤、好ましくは気相アンモニアは、燃焼排ガスが反応器を出る際に燃焼排ガスを浄化するように、汚染物質を除去するために、燃焼排ガス中の汚染物質と反応することが可能である。
（Ｃ）浄化した燃焼排ガスを周囲の空気中に排出するステップ。
【００６６】
ステップ（Ｃ）の前に、粉塵がシステムを詰まらせるのを防ぐように、飛灰及び反応器１０内の一連の反応から得られた固相生成物を含む粉塵は、更に燃焼排ガスを浄化するために除去できるように、該方法は更に、反応器中の粉塵を粉塵除去ユニット５０を介して除去するステップを含む。粉塵は、上述したように、粉塵除去装置５１を介して浄化された燃焼排ガスから分離され得る。
【００６７】
粉塵を除去するステップの後、反応器１０中で発生した固体生成物を、アンモニウム肥料などの他の用途として更に利用することができるように、固体生成物収集器５２を使用して、固体アンモニウム塩化合物及び他の固体粒子を収集するステップが更に用いられる。
【００６８】
本発明の好ましい実施形態によると、ステップ（Ａ）の前に、熱交換ユニット４０を提供するステップが更に提供され得る。従って、ステップ（Ａ）は、更に、その熱交換媒体として燃焼排ガスを熱交換ユニット４０の第一のセットの管中へ送達するステップ、及び、燃焼排ガスを熱交換ユニット４０から排出し、反応器１０中へ入れるように輸送するステップを含む。
【００６９】
ステップ（Ｂ）は、ガス化されるために、第一のパイプ群中の燃焼排ガスの熱交換媒体から液体アンモニアが所定量の熱エネルギーを吸収できるように、触媒吸収剤の液体アンモニアを熱交換ユニット４０の第二のパイプ群中に送達するステップを更に含み得る。ステップ（Ｂ）は、更に、熱交換ユニット４０を出て、反応器１０へ入るように触媒吸収剤を運ぶステップをさらに含む。
【００７０】
触媒吸収剤のアンモニアは、吸収剤及び燃焼排ガスの各汚染物質との間の反応率を最大化するように、好ましくは上述の三段階の方法で反応器中に送達される。従って、浄化システムは、燃焼排ガスの汚染物の比較的高い除去率を得ることが可能である。
【００７１】
従って、該方法は、各汚染物質の浄化率を最大化するように、各段階が燃焼排ガスの特定の汚染物質を標的とできるように、更に上述した三段階の方法、好ましくは二つ以上の段階などの多段階方式で触媒吸収剤を反応器中に送達するステップを含む。従って、該方法は、同じ反応器１０及び浄化システムを用いて同時に燃焼排ガス中の複数の汚染物質の浄化を達成することができる。燃焼排ガスの様々な汚染物質を除去するために、他の機器又はシステムを構築及び購入する必要は無い。それによって、施設又は製造の設備コストが最小化され、その一方、浄化システムを構築するために必要な面積は最小限に抑えられる。
【００７２】
浄化した燃焼排ガスを放出するステップの前及び粉塵を除去するステップの後に、気体アンモニア及び浄化した燃焼排ガスを分離するステップを更に用いられ得、アンモニアは、再利用のために燃焼排ガス循環システム１０中へ方向を変えることが可能であり、浄化された燃焼排ガスは、そこから空気中に放出されるべき所定の温度まで更に冷却されるために熱交換器４０へ方向を変えることが可能である。
【００７３】
本発明の好ましい実施形態において、監視システム６０を提供するステップが更に用いられ得、監視システム６０は、その効率及び安全性を促進するために、更にシステムを監視するように、浄化システムの様々なチェックポイントでの、燃焼排ガスの各汚染物質の、温度、圧力、及び濃度を検出することができる。監視システム６０は、制御可能に、自動的に、且つ、連続的に所定の量の触媒吸収剤を上述のように熱交換ユニット４０中へ追加するために、吸収剤追加システム３０と電気的に結合することが可能である。
【００７４】
従って、本発明の浄化システムは、少なくとも以下の利点を有する。
【００７５】
１．実質的に有意な外部エネルギーが必要ではない。熱交換器は、浄化システムの燃焼排ガスの内部の熱エネルギーを、アンモニアをガス化するために利用することが可能であり、従ってエネルギーを節約できる。
【００７６】
２．ガス化されたアンモニア及び燃焼排ガスの間の気相−気相均質化反応は、浄化システムが燃焼排ガス中の汚染物質の高効率的な除去を可能にするように、早い反応速度及び反応のアンモニウム塩化合物生成物の高い収率を有する。汚染物質のＳＯ２、ＮＯ２の除去率は、９８％以上であり、ＣＯ２は３０％以上である。図２に示される既存の方法と比較すると除去率は、有意に改善され、促進されている。
【００７７】
３．主に消費された化学化合物は、吸収剤のアンモニアであり、これは安価であり、高い再使用可能率を有し、従って、浄化操作のコストを最小化する。
【００７８】
４．反応器１０、吸収剤添加システム３０、熱交換ユニット４０、及び粉塵除去ユニット５０などの全体の機器は、比較的小さな空間を占め、構造が単純であり、従って、設置及び機器のコストは最小化される。
【００７９】
更に、浄化システムが燃焼排ガスの汚染物質の浄化効率を促進するだけではなく、本発明の浄化システムの構築に必要な空間を最小化するように、信号浄化システムは、脱硫、脱窒、炭素の削減及び粉塵の除去という複合機能を有する。
【００８０】
５．浄化システムは、浄化システムが様々な工業分野において幅広く用いることができるように、様々な用途又は機能に組み込むために高い柔軟性を有する。例えば、浄化システムは、フッ化水素及び塩化水素などの酸性有害ガスの処理に用いることが可能であり、浄化システムは、車からの排ガスの処理に使用することが可能である。
【００８１】
６．燃焼排ガスを浄化するために水は必要ではなく、従って、浄化システムは、水の天然の供給源を節約することができる。汚水も他の型の二次汚染も、浄化システムの浄化過程からは形成されず、従って、燃焼排ガス浄化システムは、二次汚染物質処理の過程を排除することが可能である。
【００８２】
７．強腐食性の化合物は添加もされず、反応からも発生せず、従って、浄化システムの機器は比較的長い使用寿命を有している。粉塵除去ユニットは、飛灰及び任意の他の固体粒子などの粉塵を収集し除去することが可能であり、従って、浄化システムの操作の間の安定性を促進し、その維持費を削減するように、目詰まりの問題は最小限に抑えられる。
【００８３】
８．浄化過程の反応から発生したアンモニウム塩化合物は、燃焼排ガスは浄化するのみではなく再利用することが可能であるように、更に再利用可能である。
【００８４】
当業者は、図面に示され、上述された本発明の実施形態は例示のみであり、制限をすることを意図しないことを理解するであろう。
【００８５】
従って、本発明の目的は、完全に効果的に達成されていることが分かるであろう。その実施形態は、本発明の機能的及び後続的原理を例示する目的において示され、説明されており、そのような原理から逸脱することなく変更することがある。従って、本発明は、以下の特許請求の範囲の範囲及び趣旨内に包含される全ての変形例を含む。
【図１】
2013529545.tif 000003
【図２】
2013529545.tif 000004
【図３】
2013529545.tif 000005
【国際調査報告】
2013529545.tif 000006
2013529545.tif 000007