(57)【要約】還元剤および易酸化性ガスを、ＮＯｘ含有プロセスストリームの中に注入し、ＮＯｘ含有プロセスストリームの濃度を所定の量だけ低減する。
2006507124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯｘ含有プロセスストリーム中のＮＯｘ濃度を非触媒的に低減する方法であって、
ａ）前記ＮＯｘ含有プロセスストリームのＮＯｘ濃度を所定の量低減だけさせる有効な量で、アンモニア、尿素およびこれらの混合物よりなる群から選択される還元剤と、易酸化性ガスの混合物を形成する工程；および
ｂ）前記ＮＯｘ含有プロセスストリームが１６００°Ｆ未満である位置で、前記混合物を前記プロセスストリームに注入する工程
を含むことを特徴とするＮＯｘ濃度の低減方法。
【請求項２】
前記易酸化性ガスは、パラフィン性、オレフィン性、芳香族性炭化水素およびこれらの混合物、ガソリン、燃料油、酸素化炭化水素、ギ酸およびシュウ酸、窒素化炭化水素、スルホン化炭化水素、一酸化炭素並びに水素よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のＮＯｘ濃度の低減方法。
【請求項３】
前記還元剤は、アンモニアであることを特徴とする請求項２に記載のＮＯｘ濃度の低減方法。
【請求項４】
前記プロセスストリームは、前記プロセスストリームを基準にして０．１体積％を超える酸素濃度を有することを特徴とする請求項３に記載のＮＯｘ濃度の低減方法。
【請求項５】
前記プロセスストリームは、流動接触分解装置の再生器オフガスストリームであることを特徴とする請求項４に記載のＮＯｘ濃度の低減方法。
【請求項６】
前記還元剤を、ＮＯｘ１モルあたり０．５〜１２モルのモル比で注入することを特徴とする請求項５に記載のＮＯｘ濃度の低減方法。
【請求項７】
前記混合物は、前記易酸化性ガスおよび前記還元剤を、還元剤１モルあたり易酸化性ガスが１：１〜５０：１モルのモル比で含むことを特徴とする請求項６に記載のＮＯｘ濃度の低減方法。
【請求項８】
前記還元剤および易酸化性ガスを、水蒸気または空気などの担体物質と共に注入することを特徴とする請求項６に記載のＮＯｘ濃度の低減方法。
【請求項９】
再生器からの触媒微粉は、再生器オフガス中に存在することを特徴とする請求項８に記載のＮＯｘ濃度の低減方法。
【請求項１０】
前記混合物を、再生器と一酸化炭素燃焼／熱回収装置（ＣＯＨＲＵ）の間の位置で前記再生器オフガスに注入することを特徴とする請求項９に記載のＮＯｘ濃度の低減方法。
【請求項１１】
前記所定の量は、前記プロセスストリームにおける３０体積％を超えるＮＯｘの低減であることを特徴とする請求項１に記載のＮＯｘ濃度の低減方法。
【請求項１２】
プロセスストリームの流出物中のＮＯｘ濃度を非触媒的に低減する方法であって、
ａ）前記ＮＯｘ含有プロセスストリームのＮＯｘ濃度を所定の量低減だけさせる有効な量で、アンモニア、尿素およびこれらの混合物よりなる群から選択される還元剤と、易酸化性ガスの混合物を形成する工程；および
ｂ）前記ＮＯｘ含有プロセスストリームが１６００°Ｆ未満である少なくとも２箇所の注入位置を通じて、前記混合物を前記プロセスストリームに注入する工程
を含むことを特徴とするＮＯｘ濃度の低減方法。
【請求項１３】
前記混合物を、前記少なくとも２箇所の注入位置を通じて同時に注入することを特徴とする請求項１２に記載のＮＯｘ濃度の低減方法。
【請求項１４】
前記混合物を、複数の注入位置を通じて前記プロセスストリームに注入することを特徴とする請求項１３に記載のＮＯｘ濃度の低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスストリーム中のＮＯｘ濃度を低減する非触媒的方法に関する。より詳しくは、本発明は、易酸化性ガスと一緒に還元剤を注入して、プロセスストリーム流出物中のＮＯｘ排出物を低減することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ますます厳しい政府規制排出基準は、燃焼および製造流出物ストリームからの排出物中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を低減するための改善された技術を探究すること、ある場合には実施することを、精油業者に強いてきた。例えば、アンモニアの注入によって燃焼流出物ストリーム中のＮＯｘ濃度を低減することは、当技術分野で知られており、この技術を含む一つのかかる特許が、特許文献１（リヨン（Ｌｙｏｎ））である。この特許は、参照により本明細書に援用されたものとする。このリヨン特許の後、ＮＯｘ濃度を低減するために燃焼流出物ストリームの中にアンモニアを注入することに関する特許および刊行物が激増した。こうした特許には、特許文献２（ディーン（Ｄｅａｎ）ら）および特許文献３（テナー（Ｔｅｎｎｅｒ）ら）が含まれる。この両方の特許もまた参照により本明細書に援用されたものとする。その他の特許は、注入されるアンモニアの量を決定するための動的モデリングの使用に基づいて、アンモニア注入の使用法を開示している。こうした特許には、特許文献４、特許文献５および特許文献６（いずれもディーンら）が含まれ、これらの全てもまた参照により本明細書に援用されたものとする。また、ＮＯｘ濃度を低減するために燃焼流出物ストリームの中に尿素を注入することに関する相当数の特許および刊行物があった。この技術を含む一つのかかる特許が、特許文献７（アランド（Ａｒａｎｄ））である。この特許は、参照により本明細書に援用されたものとする。非特許文献１は、参照により本明細書に援用されるが、尿素がアンモニアとシアヌル酸（ＨＮＣＯ）に解離すること、これらの両方が、フリーラジカル反応の２つの相互に関係する鎖中で、ＮＯに対し還元剤の働きをすることを示している。
【０００３】
しかし、プロセスストリームから放出される流出物は、依然としてＮＯｘ源である。多くのプロセス流出物ストリームにおいて見出される特に問題となる一つのＮＯｘ汚染物質が、スモッグ中の主な刺激物、ＮＯ２である。ＮＯ２は、陽光および炭化水素の存在下で、光化学スモッグを形成するものとして知られている一連の反応を受けると考えられている。
【０００４】
ＮＯｘ源であるかかるプロセスストリームの例には、流動接触分解装置（ＦＣＣＵ）の再生器、および、ＦＣＣＵと併せて使用される一酸化炭素燃焼／熱回収装置（ＣＯＨＲＵ）からの流出物ストリームが含まれる。再生器流出物における一つの主要なＮＯｘ源は、廃触媒からの炭素析出物の燃焼から生ずる。しかし、オフガス中にＮＯｘを発生させずに、炭素析出物を廃触媒から燃焼させることは難しい。再生器で発生し、オフガス中に存在するＮＯｘは、通常ＣＯＨＲＵに通され、ＣＯＨＲＵが、ＦＣＣＵ再生器オフガス中のＣＯを、ＣＯ２、並びに、水および／または水蒸気などのその他の生成物に転化する。ＣＯＨＲＵが、ＣＯをＣＯ２およびその他の生成物に転化するとき、大気中に排出される流出物はまた、ＮＯｘを含んでいる。これらのプロセスストリームの低温度を一つの理由として、これらのストリーム中のＮＯｘ濃度を熱的手段により低減することは難しい。若干の触媒微粉もまた、再生器オフガス中に存在する場合がある。触媒微粉のＮＯｘ低減に及ぼす影響は、特許文献８において８５０°Ｆより下の温度で示された。この特許は、参照により本明細書に援用される。特許文献８は、アンモニアおよびＦＣＣＵ再生器オフガスを冷却して、次に、特別に適合させた電気集じん装置のプレート上に微粉を集めることによって形成されたＦＣＣＵ触媒微粉の床を介して通過させる方法を記載している。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第３，９００，５５４号明細書
【特許文献２】米国特許第４，５０７，２６９号明細書
【特許文献３】米国特許第４，１１５，５１５号明細書
【特許文献４】米国特許第４，６３６，３７０号明細書
【特許文献５】米国特許第４，６２４，８４０号明細書
【特許文献６】米国特許第４，６８２，４６８号明細書
【特許文献７】米国特許第４，２０８，３８６号明細書
【特許文献８】米国特許第４，４３４，１４７号明細書
【特許文献９】米国特許第５，８４６，４０３号明細書
【非特許文献１】日本化学工学会誌（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｏｆ  Ｊａｐａｎ）に発表されたキム（Ｋｉｍ）およびリー（Ｌｅｅ）による研究（１９９６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
低温度の燃焼流出物ストリームの場合により効果的になるように、非触媒的なアンモニアベースのＮＯｘ低減プロセスを可能にするため、水素注入が過去に利用されてきた。低温燃焼ストリーム中のＮＯｘを低減するために、アンモニアを用いる前に水素を注入することが使用されてきたが、大気に放出されるＮＯｘの量は、更に厳しい環境規制に対しては依然として多すぎる。従って、当技術分野では、精製プロセスストリーム中のＮＯｘの排出物を、非触媒的手段によって低減する改善された方法のニーズが存在する。従って、本発明者は、本明細書で、例えば再生器オフガスなどのプロセスストリーム中のＮＯｘの濃度を、それをＣＯＨＲＵに導入する前に低減することによって、ＮＯｘ排出物の低減を達成できることを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に開示する本発明は、ＮＯｘ含有プロセスストリーム中のＮＯｘ濃度を非触媒的に低減する方法であって、
ａ）前記ＮＯｘ含有プロセスストリームのＮＯｘ濃度を所定の量低減だけさせる有効な量で、アンモニア、尿素およびこれらの混合物よりなる群から選択される還元剤と、易酸化性ガスの混合物を形成する工程；および
ｂ）前記ＮＯｘ含有プロセスストリームが約１６００°Ｆ未満である位置で、前記混合物を前記プロセスストリームに注入する工程
を含むことを特徴とするＮＯｘ濃度の低減方法を提供する。
【０００８】
本発明の別の実施形態では、還元剤および易酸化性ガスの有効量が、ＦＣＣＵ熱回収装置の上流側の位置で、現存のＦＣＣ処理装置の再生器の頭上配管の中に注入される。
【０００９】
本発明の別の実施形態では、還元剤および易酸化性ガスの有効量が、ＦＣＣＵ熱回収装置の上流側の複数位置で、現存のＦＣＣ処理装置の再生器の頭上配管の中に同時に注入される。
【００１０】
本発明のさらに別の実施形態では、易酸化性ガスが水素であり、還元剤がアンモニアである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本明細書で使用されるように、ＮＯｘとは、即ち窒素酸化物とは、様々な窒素酸化物を指し、それは、例えば、流動接触分解装置の再生器オフガスなどのプロセスストリーム中に存在することがある。従って、この用語は、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）など、および、これらの混合物を含めて、様々な窒素酸化物全てを指す。
【００１２】
混合は、還元剤と易酸化性ガスの混合を記載するときに本明細書で使用されるように、用語に与えられた最も幅広い意味を指すことを意味する。従って、混合は、還元剤および易酸化性ガスと、プロセスストリーム中のＮＯｘとの局所的接触を所望のモル割合で最大にする目的を指す。この目的を達成するために、あらゆる適切な混合技術を使用することができる。これらの技術には、これらに制限されないが、還元剤および／または易酸化性ガスと共にキャリヤーガスを使用して、より均質な混合を促進すること、還元剤、易酸化性ガス、およびキャリヤーガスを予め混合したストリームを、プロセスストリームの中に注入すること、あるいは、還元剤とキャリヤーガスのストリーム、および易酸化性ガスとキャリヤーガスのストリームを、個別に、プロセスストリームの中に注入することが含まれる。
【００１３】
適切な事前の注入混合技術、方法、または手段の限定されない例には、還元剤、易酸化性ガス、およびキャリヤーガスを、別のラインを経由して１個の共通容器の中に、または、処理されるべきプロセスストリームに至る注入ラインの中に、管で送り、２種の反応剤およびキャリヤを、それらが注入位置の方へ流れるとき混合させることが含まれる。
【００１４】
本発明は、プロセスストリームのＮＯｘ濃度を所定の量だけ低減するために、易酸化性ガスの有効量と共に注入される還元剤の有効量を使用する非触媒的方法である。所定の量は、プロセスストリームに存在するＮＯｘの合計体積を基準にして、約３０体積％を超えるＮＯｘの低減、好ましくは約５０体積％を超える、より好ましくは約７０体積％を超える低減を意味する。最も好ましい実施形態では、ＮＯｘの所定の低減は、少なくとも政府規制の排出基準を満たすのに十分な量である。
【００１５】
本方法は、ＮＯｘ、および、ストリームの体積を基準にして、約０．１体積％を超える酸素を含むあらゆるプロセスストリームを処理するのに適している。ストリームが約０．４〜約１．５体積％の酸素を含むことが好ましいだろう。本方法は、流動接触分解装置の再生器オフガスを処理するのに特に適する。
【００１６】
流動接触分解は、有力な、かつ広く使われている精製プロセスである。接触分解プロセスは、一般に重質油をガソリンなどの軽質生成物に転化する。流動接触分解（ＦＣＣ）プロセスでは、微粒子触媒のインベントリーが、クラッキング反応器と触媒再生器の間で連続的に循環される。平均の反応器温度は、約９００〜１０００°Ｆの範囲であり、平均の原料温度は約５００〜８００°Ｆである。反応器および再生器はともに、接触分解装置の主要な構成装置を提供する。ＦＣＣ処理装置は、当技術分野でよく知られており、特許文献９（スワン（Ｓｗａｎ）ら）は、参照により本明細書に援用されるが、かかる装置のより詳細な説明を提供する。
【００１７】
流動接触分解プロセスの間、炭素質沈着物（コークス）が触媒上に生成され、それが触媒の活性を実質的に低下させるので、再生器は、触媒寿命および有効性にとって特に重要である。次に触媒は、通常再生器中の少なくとも一部のコークスを焼き除くことによって再生され、その有効性を取り戻す。これは、通常、空気、または可燃量の酸素を有する別のガスを、廃触媒粒子を流動化するのに十分な速度で、再生器の中に注入することにより行われる。触媒粒子に含まれる一部のコークスは再生器で燃焼されて、再生された触媒粒子が得られる。典型的な再生器の温度は約１０５０°Ｆ〜約１４５０°Ｆの範囲にあり、一方、再生器オフガスの出口温度は、通常約１２００°Ｆ〜約１５００°Ｆの範囲にある。
【００１８】
再生の後、触媒粒子は反応器に循環されて戻る。再生器オフガスは、通常、熱回収装置、微粒子除去デバイス、および、一酸化炭素燃焼／熱回収装置（ＣＯＨＲＵ）などの後続のプロセスに通される。ＣＯＨＲＵは、前述したように、ＣＯをＣＯ２に転化して、利用できる燃料エネルギーを回収するように設計されている。
【００１９】
残念なことに、生成するオフガスのＮＯｘ含有量を増大させずに、再生器中のコークスの相当量を触媒から燃焼させることは難しい。従って、再生器オフガスは、通常、窒素酸化物（ＮＯｘ）、触媒微粉、酸化硫黄（ＳＯｘ）、二酸化炭素、一酸化炭素、および、コークスの少なくとも一部が燃焼する際に触媒粒子から形成されるその他の化合物を含むことになる。再生器オフガス中に存在する窒素酸化物のうち、通常一酸化窒素（ＮＯ）が、全てのＮＯｘのうちの大多数を構成する。ＮＯは、通常再生器オフガス中で約９０％を占めるだろう。従って、本明細書で請求する方法は、特にＮＯの低減および制御に関する。
【００２０】
コークスを触媒から燃焼させるために、再生器を完全燃焼モードで操作することが好ましい。完全燃焼モードの間、再生器オフガスの組成は、一般に、約０．６〜１．５体積％の酸素、約１５〜２０体積％の水、約５０〜約２００体積百万分率（ｖｐｐｍ）のＮＯ、約２０〜５０ｖｐｐｍのＣＯ、約５００〜１０００ｖｐｐｍのＳＯ２、残りがＮ２およびＣＯ２である。
【００２１】
プロセスストリーム中のＮＯｘ濃度は、本発明の非触媒的ＮＯｘ低減方法を使用することによって、約９０体積％以上までだけ低減することができる。これは、十分に上記所望の低減範囲内である。かかるレベルの低減を達成する商業的に利用可能な唯一の技術は、接触プロセスの使用に基づく技術であり、それは、本発明の非触媒プロセスと比較して相当に費用がかかる。
【００２２】
しかし、本発明は、還元剤の注入により、接触プロセスを通じて達成されるものに匹敵する、低温のプロセスストリームにおけるＮＯｘ低減を達成する。本明細書で請求する方法によって処理されるプロセスストリームはまた、通常低濃度の酸素を有し、還元剤と共に注入される易酸化性ガスの使用が必要になる。
【００２３】
本明細書で請求する本発明に使用するのに適切な還元剤には、尿素、アンモニア、およびこれらの混合物が含まれる。好ましい還元剤は、アンモニアである。本方法に使用するのに適する易酸化性ガスには、例えば、ギ酸、シュウ酸、窒素化された炭化水素、スルホン化された炭化水素、一酸化炭素、および水素を含めて、ガソリン油、燃料油、酸素化された炭化水素などの、パラフィン性、オレフィン性、および芳香族性炭化水素、並びに、これらの混合物が含まれる。水素はそれ自身大気汚染物ではなく、不完全酸化によっては大気汚染物を生成できないので、水素が、好ましい易酸化性ガスである。
【００２４】
注入は、易酸化性ガスと還元剤の混合物が、処理すべきＮＯｘ含有プロセスストリームの中に導入される、または取り込まれることを意味する。還元剤と易酸化性ガスの注入は、当技術分野で知られている任意の適切な手段によることができる。選択される注入手段は、それが、還元剤と易酸化性ガスをプロセスストリームの中に効果的に導入するものである限り、本発明にとって重要ではない。
【００２５】
本明細書で使用される還元剤の有効量は、低減されるべきＮＯｘの量に基づく。使用される還元剤の量は、通常、ＮＯｘ１モルあたり約０．５〜１２モルの還元剤、好ましくはＮＯｘ１モルあたり約０．５〜８モルの還元剤の範囲にあるだろう。ＮＯｘ１モルあたり約１〜４モルの還元剤を使用することがより好ましい。再生器オフガス中のＮＯｘ濃度の測定は、当技術分野で知られている任意の適切な方法によって達成することができ、選択される方法は、本明細書で請求される方法にとって重要ではない。
【００２６】
フリーラジカル反応の複雑な連鎖が、存在する還元剤および易酸化性ガスを用いて、ＮＯｘの非触媒的低減を達成すると考えられる。理論による制限を受けることを望まないが、本発明者は、総括的な作用は次の２つの競合反応により示され得ると考える。
反応式１：ＮＯ＋ＮＨ３＋Ｏ２→Ｎ２＋Ｈ２Ｏ（還元）
反応式２：ＮＨ３＋Ｏ２→ＮＯ＋Ｈ２Ｏ（酸化）
【００２７】
還元剤として尿素を使用すると、シアヌル酸（ＨＮＣＯ）およびアンモニアをプロセスに導入することになる。非特許文献１に示されているように、シアヌル酸は、ＮＯに対し還元剤の働きをし、また、反応式１および２にまとめたＮＯ−ＮＨ３−Ｏ２化学と相互に作用する。シアヌル酸の還元プロセスは完全に理解されていないが、また、理論による制限を受けることを望まないが、本発明者は、尿素が１モル解離すると、１モルのアンモニアおよび１モルのシアヌル酸を遊離すると考える。非特許文献１からの実験データでは、シアヌル酸は、ＮＯを、ＮＯとのモル比１：１で化学量論的に元素の窒素および水に還元することを示唆する。従って、尿素は、全体として、ＮＯに対するモル比がアンモニアの場合の有効モル比の概略２分の１であるモル比で、使用しなければならない。
【００２８】
反応式１の還元反応は、１６００°Ｆ〜２０００°Ｆの温度領域において支配的である。２０００°Ｆより上では、反応式２の反応がより優勢になる。従って、本発明の実施では、約２０００°Ｆ未満の温度で操作することが望ましい。しかし、約１６００°Ｆ未満の操作温度でも、還元反応が依然として反応式１によって支配されている場合、本発明の使用によって、達成可能である。本発明者は、予想外に、約１６００°Ｆ未満の温度では、反応式１の還元反応が、水素などの易酸化性ガスを注入しないで、ＮＯｘを効果的に還元することはないことを見出した。プロセスストリームの温度が低下するのにつれて、還元反応を推し進めるのに必要な易酸化性ガスの量が増加することに留意する必要がある。しかし、本発明者は、還元反応が依然として反応式１により支配されている場合、ここで開示される易酸化性ガスのモル比を、約１６００°Ｆ未満、さらには約１３００°Ｆ未満の有効操作温度範囲で使用できることを確定した。このことは、再生器オフガスストリームの温度が通常約１６００°Ｆ未満と低いので、本発明を、ＦＣＣＵ再生器のオフガス中のＮＯｘ濃度を低減するのに特に適するものにする。しかし、本発明はまた、約１２００°Ｆ〜約１６００°Ｆの間のあらゆる温度領域にわたって効果的に操作できることを強調しなければならない。
【００２９】
ＮＯｘ還元反応を推し進めるために、易酸化性ガスが使用される。易酸化性ガスの有効量は、本発明の還元剤がＮＯｘ濃度を所定の量だけ効果的に低減するのを可能にする量である。還元剤１モルあたり、易酸化性ガスが約１：１〜約５０：１モル、好ましくは約１０超：１〜約４０：１、より好ましくは約１１：１〜約４０：１、最も好ましくは約１５：１〜約３０：１のモル比が、易酸化性ガスの有効量と考えられる。使用される実際のモル比は、プロセスストリームの温度、プロセスストリームの組成、易酸化性ガスを、キャリヤーガス、還元剤、およびＮＯｘ含有ストリームと混合するのに使用される注入手段の有効性、並びに、利用する還元剤などに依存するだろう。従って、所与のプロセスストリームにとって、易酸化性ガス対還元剤の最も有効なモル比は、１：１〜５０：１の範囲になるだろう。再生器オフガスなどのプロセスストリーム中に見出される酸素濃度が低いことから、易酸化性ガス対還元剤のモル比が１０超：１を与える割合で、易酸化性ガスを注入することが、部分的に必要になる。例えば、この種のストリームは、通常約１．５体積％未満のＯ２を含む。再生器オフガスは、低酸素濃度のため、燃焼ストリームではなくて、プロセスストリームと呼ばれることに留意する必要がある。燃焼ストリームは、通常１．５体積％より高い酸素を含む。
【００３０】
使用される易酸化性ガスおよび還元剤の量が、通常、再生器オフガス流れのうちで小さい割合、一般にストリームの体積を基準にして約０．５体積％未満であるので、容易に入手できて、比較的安価な担体物質の有効量だけを使用することが好ましい。担体物質の限定されない例には、空気および水蒸気が含まれる。しかし、ＮＯｘ還元に有害な影響を及ぼさない、または、それ自身で望ましくない排出物に貢献するあらゆる担体物質を、使用することができる。従って、担体物質と混合する前に、または、担体物質を含むライン内で、還元剤および／または易酸化性ガスの有効量を混合することを企図している。還元剤／易酸化性ガスの混合物を、担体物質を導入するラインの中に注入することが好ましい。
【００３１】
担体物質の有効量は、還元剤および易酸化性ガスをプロセスストリームと十分に混合することになる、即ち２種の反応剤と低減しようとするＮＯｘとの接触を最大にすることになる担体物質の量を意味する。
【００３２】
上述したように、再生器オフガスはまた、通常触媒微粉を含む。これらの触媒粒子は、当技術分野で知られている任意の適切な手段により、再生器オフガスから取り除くことができる。しかし、再生器オフガス中に触媒微粉が存在することは、ＮＯｘ還元反応を助けると考えられる。従って、若干の触媒微粉の存在は、本発明の実施には必要ではないが、ＮＯｘ還元反応を助け、必要な易酸化性ガスの量を低減するために、好ましい。
【００３３】
本発明の一実施形態では、還元剤および易酸化性ガスの有効量を、好ましくは担体物質の有効量と共に、現存する再生器の頭上配管に直接注入する。従って、現存の頭上配管は、ＮＯｘ還元反応の反応ゾーンとして機能し、それによって本方法を実現するために費用のかかる処理装置を追加する必要性がなくなる。注入混合物は、ＣＯＨＲＵと再生器の間の位置で注入することが好ましい。再生器出口近くのより高い温度が利用できるように、再生器オフガス出口のできるだけ近くで注入を行うことが好ましく、それによって、ＮＯｘ還元の所望のレベルに必要となる、易酸化性ガスの量が低減される。また、ＮＯｘ還元反応では、還元剤および易酸化性ガスの滞留時間を最大にすることが有利である。
【００３４】
別の実施形態では、少なくとも２箇所、好ましくは複数の注入位置が、再生器の頭上配管に沿って使用される。還元剤および易酸化性ガスの有効量を、好ましくは担体物質の有効量と共に、これらの複数の注入位置を通じて注入し、その注入位置は、通常ＣＯＨＲＵと再生器の間になるだろう。全ての注入を同時に行うことが好ましい。従って、現存する再生器の頭上配管は、やはりＮＯｘ還元反応の反応ゾーンとして機能し、それによって本方法を実現するために費用のかかる処理装置を追加する必要性がなくなる。できるだけ再生器オフガス出口近くで同時注入を行うことが好ましい。しかし、複数の注入位置はまた、位置間で適切な滞留時間が達成され、その結果、複数の注入位置を使用することから所望の作用が実現されるように、間隔をあけることが好ましい。前述したように、反応を完了させるために、頭上配管における還元剤および易酸化性ガスの滞留時間を最大にすることが有利である。
【００３５】
上記説明は、本発明を実施するためのいくつかの好ましい手段に関する。当業者は、本発明の趣旨を実施するために、等しく有効な他の手段を考案できることを理解するだろう。
【実施例】
【００３６】
次の実施例は、本方法の有効性を示し、しかし、本発明を制限することを意味しない。
【００３７】
実施例１
本ＮＯｘ低減方法を、商用のＦＣＣＵでテストした。結果を本明細書の図１に示した。最初のテストでは、非触媒的環境下におけるアンモニアおよび水素の注入が、ＮＯｘ濃度を約５０体積％までだけ低減するのに有効でありえることを示した。しかし、理論的に９０％までのＮＯｘ低減を達成することができる。
【００３８】
商用のＦＣＣＵ再生器からのオフガスを、その化学組成を決定するためにテストした。これらのテストから、テストしたときの再生器オフガスの組成は、約０．８体積％のＯ２、１８体積％のＨ２Ｏ、１６５ｖｐｐｍのＮＯ、７００ｖｐｐｍのＳＯ２、および２５ｖｐｐｍのＣＯ、残りがＮ２およびＣＯ２であることが明らかになった。注入位置でのオフガスの温度は、約１３３０°Ｆであった。アンモニアおよび水素を、様々な比の水蒸気と共に、実際的な程度に再生器の出口近くの位置で注入した。次にＮＯｘ濃度の減少を測定した。この実験の結果は図１に見ることができる。ＮＨ３：ＮＯの容量比が約１．５、かつ、Ｈ２：ＮＨ３の容量比が１５で、５５体積％のＮＯｘ低減が達成された。
【００３９】
実施例２
本ＮＯｘ低減方法を、商用のＦＣＣＵでテストし、アンモニアおよび水素を２箇所の位置で注入した。結果を本明細書の図２に示した。最初のテストでは、非触媒的環境下における複数位置でのアンモニアおよび水素の注入が、ＮＯｘ濃度を約６０体積％までだけ低減するのに有効でありえることを示した。しかし、理論的に９０％までのＮＯｘ低減を達成することができる。商用のＦＣＣＵ再生器からのオフガスを、その化学組成を決定するためにテストした。これらのテストから、テストしたときの再生器オフガスの組成は、約０．８体積％のＯ２、１８体積％のＨ２Ｏ、１００ｖｐｐｍのＮＯ、７００ｖｐｐｍのＳＯ２、および２５ｖｐｐｍのＣＯ、残りがＮ２およびＣＯ２であることが明らかになった。注入位置でのオフガスの温度は、約１３７０°Ｆであった。アンモニアおよび水素を、様々な比の水蒸気と共に、実際的な程度に再生器の出口近くの位置で、および、滞留時間で表すと第１の注入位置の約１秒下流側の第２の位置で注入した。次にＮＯｘ濃度の減少を測定した。第１の注入位置の上流側のＮＯｘは、アンモニアまたは水素を全く注入しないときの再生器の頭上配管で測定されたＮＯｘを平均することにより算定した。この実験の結果は図２に見ることができる。ＮＨ３：ＮＯの容量比が両方の注入位置で約３．５、かつ、Ｈ２：ＮＨ３の容量比が第１の注入位置で３、第２の位置で１５で、６０体積％のＮＯｘ低減が達成された。再生器出口での高濃度の触媒微粉によってＮＯｘ還元反応が著しく促進されるため、このテスト中に第１の注入位置で利用された低いＨ２：ＮＨ３が、このような低温度（１３７０°Ｆ）で有効であったと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】商用の流動接触分解装置の再生器オフガスの中にアンモニアおよび水素を単一の位置で注入した場合に、本方法を適用した結果として得られたデータのプロットを示す図である。
【図２】商用の流動接触分解装置の再生器オフガスにアンモニアおよび水素を複数位置で注入した場合に、本方法を適用した結果として得られたデータのプロットを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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