Низькотемпературний каталітичний реактор з рухливим шаром для регулювання викидів nox від спалювання вугілля

Реферат: Описується пристрій для низькотемпературного відновлення NOX, який є корисним в котельних установках, що використовуються на електростанціях. Пристрій використовує один реактор або набір реакторів з рухливим шаром, де рухливий шар каталізатора на основі звичайних базових металів використовується для селективного каталітичного відновлення ΝΟΧ, що є присутнім у топковому газі. Рухливий шар дозволяє здійснювати безперервне введення свіжого або відновленого каталізатора, що, у свою чергу, дозволяє подолати традиційні проблеми отруєння сіркою та наступного відновлення каталітичної активності таких каталізаторів. Завдяки більш низькій енергії активації таких каталізаторів, реактори селективного каталітичного відновлення (SCR), що використовують реактори з рухливим шаром, які описано у цьому описі винаходу, можна розташувати нижче по потоку від повітропідігрівника, тим самим далі покращуючи коефіцієнт корисної дії вироблення електричної енергії. Також описано способи низькотемпературного відновлення ΝΟΧ. UA 102072 C2 (12) UA 102072 C2 UA 102072 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Перехресне посилання на споріднену заявку Для цієї заявки заявляється пріоритет попередньої патентної заявки США за серійним номером 60/953,608, поданої 2 серпня 2007 року, яку включено сюди шляхом посилання. Галузь та попередній рівень техніки Цей винахід стосується селективного каталітичного відновлення NO x, що є присутнім у топковому газу від згоряння, наприклад, при спалюванні вугілля на електростанціях. Більш специфічно, він стосується селективного каталітичного відновлення NO x при низьких температурах. Технологія селективного каталітичного відновлення (SCR) використовується в усьому світі для регулювання викидів NO x з джерел горіння з високими температурами (550-750 °F (288399 °C)). Селективне каталітичне відновлення/безпосереднє руйнування NOx та каталітичне 0 окиснення Hg при низькій температурі (нижче 350 °F (177 °C)) - це відносно нова галузь, що знаходиться в очікуванні головного прориву для досягнення комерційної ефективності. Технологію високотемпературного селективного каталітичного відновлення використовували в Японії для регулювання викидів NO x з комунальних котлів з кінця 1970-х років, у Німеччині з кінця 1980-х років та у США з кінця 1990-х років. Функція системи селективного каталітичного відновлення полягає у здійсненні реакції NOx з аміаком (NH3) та киснем, внаслідок чого утворюються молекулярний азот та вода. Селективне каталітичне відновлення у промислових масштабах було розроблено для роботи в принципі у температурному діапазоні від 500 °F (260 °C) до 900 °F (482 °C), проте, найчастіше у діапазоні від 550 °F (288 °C) до 750 °F (399 °C). Каталізатори, що використовуються у цьому випадку - це стійкі до сульфатування метали, такі як ванадій, титан та вольфрам, та різноманітні їх оксиди. Як використовується у цьому описі винаходу, стійкий до сульфатування метал - це метал, що є стійким до реакції (або метал, що не вступає легко у реакцію) з сірковмісними речовинами, такими як сульфати та кислотні гази на основі сірки, внаслідок якої утворюються солі металусірки (сульфат або сульфіт). Такі стійкі до сульфатування метали та селективні оксиди можуть підтримувати окисно-відновну реакцію, залишаючись при цьому стійкими до утворення солей на основі сірки. Такі каталізатори є зазвичай переважними, оскільки вони демонструють належну стійкість до отруєння сіркою. Інші дослідники у цій галузі (Teng et al., 2001; Long et al., 2002; Chen et al., 2000; Moreno-Tost et al., 2004) визначили декілька металів та їх оксиди, що демонстрували каталітичні властивості стосовно селективного каталітичного відновлення, включаючи хром, марганець, залізо, кобальт, нікель, мідь та цинк. Незважаючи на те, що ці каталізатори є ефективними для селективного каталітичного відновлення NO x при низьких температурах (наприклад, 350 °F (177 °C) або нижче), вони піддаються отруєнню сіркою; тобто, вони не є стійкими до сульфатування. Такі метали (та їх оксиди), які є нестійкими до сульфатування, називаються у цьому описі винаходу звичайними базовими металами. Навпаки, навіть незважаючи на те, що традиційні каталізатори селективного каталітичного відновлення є стійкими до отруєння сіркою, вони зазвичай є неефективними при низьких температурах, що є наслідком їхньої низької реакційної здатності у діапазоні низьких температур (260-350 °F (127177 °C)). Використання сполук базових металів для здійснення комбінованого регулювання вмісту SOx та NOx досліджували та до обмеженого ступеню практикували протягом трьох десятиліть, хоча увагаприділялася здебільшого видаленню SOx. Ці системи працювали зазвичай при такому ж самому температурному режимі, що і традиційне селективне каталітичне відновлення (550 °F-750 °F (288 °C - 399 °C)), та в них використовували засоби для регенерації сполук металів після того, як вони вступали у реакцію з метою видалення SO x з топкового газу, внаслідок чого отримували різні продукти сірки, які можна було б окремо видалити або викинути, такі як сірка, сірчана кислота та сульфат амонію. Як зазначалося вище, центром уваги цих процесів було захоплення SO2, при цьому захоплення NO x мало вторинний ефект. На відміну від цього, цей винахід особливо спрямований на відновлення або руйнування NO x у топковому газі, а також на окиснення ртуті. Захоплення сірки до тієї міри, як це відбувається у нових конструкціях реакторів селективного каталітичного відновлення (SCR), описаних у цьому описі винаходу, у межах низькотемпературного діапазону, що превалює, буде розглядатися як інтерференційне у подальшому описі. Дуже мало відомо стосовно безпосереднього каталітичного руйнування NO x у відсутності NH3. Yokomichi et al. (2000) представили результати стосовно безпосереднього розкладання NOx мідь-обмінними цеолітами при високих температурах (570-1110 °F (299-599 °C)). Присутність кисню у топковому газі та зниження температури каталізатора негативно впливають на активність цих каталізаторів. 0 2+ Каталітичне окиснення Hg до його окиснених форм (Hg ) представляє інтерес завдяки їх 1 UA 102072 C2 2+ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 розчинності та легкості регулювання Hg у вологих скруберах. Ghorishi (1998) досліджував 0 вплив декількох каталізаторів на основі оксидів звичайних металів на окиснення Hg . Це дослідження дозволило припустити, що оксид міді(ІІ) (CuO) та оксид заліза(ІІІ) (Fe 2O3) є дуже 0 активними у сприянні окисненню Hg у присутності хлористого водню (HCl) у топковому газі. CuO демонстрував набагато більш високу активність у цій роботі. Висунули гіпотезу про те, що 0 активність цих двох металів стосовно окиснення Hg є наслідком процесу за Діконом (Deacon), при якому газоподібний хлор (Cl2) каталітично виробляється з HCl над цими двома оксидами. 0 Hg потім окиснювали шляхом реакції з Cl2 близько від поверхні каталізатора. У перевірочному досліді Ghorishi (1999) продемонстрував, що хлорид міді(І) (CuCl) має набагато кращу каталітичну активність порівняно з CuO. Було визначено, що CuCl був настільки 0 реакційноздатним, що він спричиняв окиснення Hg навіть у відсутності HCl у топковому газі. У більш пізнішому дослідженні Ghorishi зі співавторами (2005) використовували схему двостадійної глобальної реакції Дікона (Deacon) (Nieken and Watzenberger, 1999) для пояснення надзвичайної активності CuCl. Цей двостадійний механізм розділяє процес Дікона (Deacon) на стадію хлорування (внаслідок чого утворюється зразок проміжної поверхні CuCl 2 або, можливо, CuCl, та вивільнюється газова фаза - H2O) та стадію дехлорування (внаслідок чого утворюється Cl2 та відбувається регенерація первинних каталізаторів CuO): Хлорування: 2HCl+CuO → CuCl2+H2O Дехлорування: 2CuCl2+O2 → 2CuO+2Cl2 Чистий процес Дікона: 4HCl+O2 → 2Cl2+2H2O Ghorishi зі співавторами (2005) висунули гіпотезу про те, що, завдяки застосуванню каталізатора з хлориду міді, стадія хлорування та, отже, присутність HCl у топковому газі далі вже не будуть необхідними. Усування стадії хлорування також стане причиною пришвидшення 0 реакції окиснення Hg та, як наслідок, надзвичайної активності каталізатора з CuCl. Слід відзначити, що у випадку каталізатора з CuCl2/CuCl та у відсутності HCl у топковому газі регенерація не буде відбуватися та каталізатор буде зрештою виснаженим перетворенням на CuO. У той же час стадія хлорування стане важливою, а присутність HCl може бути необхідною, щоб регенерувати матеріал каталізатора з хлориду міді згідно з реакцією хлорування, наведеною вище. SO2-отруєння CuCl та/або CuCl2 - це також головна турбота стосовно активності 0 каталізатора окиснення Hg . Як зазначалося вище у контексті відновлення NOx, деякі сполуки перехідних металів, такі як CuCl та CuCl2, є чутливими до отруєння сіркою, що може спричинити утворення сульфату металу та виснаження корисного матеріалу каталізатора (галогенідів металів). Отже, пристрій та спосіб безперервної регенерації каталізаторів цих оксидів металу (або безперервне введення свіжого каталізатора) є бажаними, щоб повністю змінити або мінімізувати ефекти отруєння сіркою. Така система дозволить використовувати каталізатори на основі металів або оксидів металів, схильних до сульфатування, у низькотемпературних реакторах з відновленням NOx та окисненням Hg, таких як низькотемпературні реактори селективного каталітичного відновлення, що працюють на електростанціях. Здатність реакторів селективного каталітичного відновлення працювати при низьких температурах відкриє широкий діапазон варіантів конструкцій встановлення котлів (включаючи способи розташування модифікованих реакторів селективного каталітичного відновлення), для яких більше не буде необхідним розташовувати реактори селективного каталітичного відновлення вище по потоку від повітропідігрівника (який попередньо нагріває повітря для спалювання, що надходить до котла через теплообмінник, відпрацьованим газом) відносно шляху потоку топкового газу. Суть винаходу Отже, один аспект цього винаходу стосується пристрою, який включає камеру згоряння для спалювання палива, яка під час роботи генерує топковий газ, який може містити деяку кількість NOx, що бажано видалити, та реактор селективного каталітичного відновлення (SCR) для відновлення принаймні частини NO x, що є присутнім у топковому газі. Реактор селективного каталітичного відновлення (SCR) включає реактор з рухливим шаром, який має першу та другу протилежні границі, розташовані на відстані одна від одної, тим самим визначаючи між собою по суті вертикальний прохід для шару каталізатора. Топковий газ, який проходить через реактор з рухливим шаром, проходить по шляху через прохід для шару. Більш докладно, інший аспект цього винаходу включає реактор селективного каталітичного відновлення (SCR), який включає реактор з рухливим шаром, який включає протилежно розташовані перший та другий набори жалюзі, де кожен набір жалюзі має низку рознесених по вертикалі перших або других жалюзі, відповідно. Перші та другі жалюзі у відповідних першому та другому наборах жалюзі відхилені одні від одних, а перший та другий набір жалюзі 2 UA 102072 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розташовані на відстані один від одного, тим самим визначаючи між собою по суті вертикальний шлях для шару каталізатора. Топковий газ, що проходить через реактор з рухливим шаром, проходить по шляху між рознесеними по вертикалі першими жалюзі, через прохід для шару, а потім виходить між рознесеними по вертикалі другими жалюзі. Альтернативно, перша та друга протилежні границі можуть включати, відповідно, перший набір жалюзі, розташований суміжно з вхідним отвором згаданого реактора, та перфоровану плиту, розташовану суміжно з вихідним отвором згаданого реактора. Прохід для шару каталізатора визначений між першим набором жалюзі та перфорованою плитою. Іще далі, перша та друга протилежні границі можуть включати, відповідно, першу та другу перфоровані плити, причому прохід для шару каталізатора визначений між першою та другою перфорованими плитами. Іще інший аспект цього винаходу стосується способу обробки топкового газу, що виходить з камери згоряння, для видалення з нього NOx, при цьому спосіб включає наступні етапи: - забезпечення реактором з рухливим шаром, який має першу та другу границі, які визначають між собою по суті вертикальний прохід для шару каталізатора. Перша та друга границі можуть включати протилежно розташовані набори жалюзі, де кожен набір жалюзі включає низку рознесених по вертикалі перших або других жалюзі, відповідно, та де перші та другі жалюзі у відповідних перших та других наборах жалюзі відхилені одні від одних, та де перший та другий набори жалюзі розташовані на відстані один від одного, тим самим визначаючи між собою по суті вертикальний прохід для шару каталізатора; - забезпечення шаром частинок каталізатора, які проходять униз через прохід для шару каталізатора та спрямовуються протилежно розташованими першим та другим наборами жалюзі; та - проходження принаймні частини топкового газу, що виходить з камери згоряння, уздовж шляху через реактор з рухливим шаром, так що він проходить між рознесеними по вертикалі першими жалюзі, через прохід для шару, а потім виходить між рознесеними по вертикалі другими жалюзі. Альтернативно, перша та друга протилежно розташовані границі можуть включати, відповідно, перший набір жалюзі, розташований суміжно з вхідним отвором згаданого реактора, та перфоровану плиту, розташовану суміжно з вихідним отвором згаданого реактора, або вони можуть включати, відповідно, першу та другу перфоровані плити. Прохід для шару каталізатора визначається між першим набором жалюзі та перфорованою плитою або між першою та другою перфорованими плитами. Різні ознаки новизни, що характеризують винахід, вказано особливо у формулі винаходу, яка додається та яка є частиною цього опису винаходу. Для кращого розуміння винаходу, переваг його функціонування та специфічних переваг його використання, робиться посилання на супроводжувальний ілюстративний матеріал та опис, у яких ілюструються переважні варіанти здійснення винаходу. Стислий опис ілюстративного матеріалу Фіг. 1 - це схематичне зображення традиційного улаштування котла, яке можна знайти в електростанціях; Фіг. 2 - це схематичне зображення улаштування котла, де низькотемпературний реактор селективного каталітичного відновлення (SCR), як описано у цьому описі винаходу, розташований усередині електрофільтра нижче по потоку від повітропідігрівника відносно шляху топкового газу; Фіг. 3 - це схематичне зображення наступного варіанта здійснення улаштування котла, де низькотемпературний реактор селективного каталітичного відновлення (SCR), як описано у цьому описі винаходу, розташований нижче по потоку від електрофільтра; Фіг. 4 - це боковий розріз реактора з рухливим шаром для використання або у реакторі селективного каталітичного відновлення (SCR), описаному у цьому описі винаходу, або як реактора селективного каталітичного відновлення (SCR), описаного у цьому описі винаходу; Фіг. 4А - це аксонометричне зображення першого та другого наборів жалюзі у реакторі з рухливим шаром з Фіг. 4, при цьому кожух видалений; Фіг. 4В - це аксонометричне зображення альтернативного варіанта здійснення реактора з рухливим шаром з Фіг. 4, де перфорована плита використана замість влаштування жалюзі з розташованої нижче по потоку сторони; Фіг. 4С - це збільшений вид частини перфорованої плити з Фіг. 4В; Фіг. 4D-4F - це види збоку варіанта здійснення з Фіг. 4В, які відповідним чином ілюструють, як вхідні жалюзі, вихідна перфорована плита або як вхідні жалюзі, так і вихідна перфорована плита можуть бути дещо відхиленими від вертикального положення, щоб підсилити потік 3 UA 102072 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 твердих речовин униз через реактор з рухливим шаром; Фіг. 4G - це боковий розріз альтернативного варіанта здійснення реактора з рухливим шаром з Фіг. 4В; Фіг. 4Н - це боковий розріз альтернативного варіанта здійснення реактора з рухливим шаром для використання або у реакторі селективного каталітичного відновлення (SCR), описаному у цьому описі винаходу, або як реактора селективного каталітичного відновлення (SCR), описаного у цьому описі винаходу, де перфоровані плити використовуються замість влаштування жалюзі з розташованих вище по потоку та нижче по потоку сторін; Фіг. 5 - це вид зверху на реактор селективного каталітичного відновлення (SCR), який включає набір реакторів з рухливим шаром, як описано у цьому описі винаходу, які розташовано у гармошкоподібній конфігурації та паралельно шляху проходження топкового газу через реактор селективного каталітичного відновлення (SCR); Фіг. 5А - це вид зверху реактора селективного каталітичного відновлення (SCR), що включає набір реакторів з рухливим шаром, як описано у цьому описі винаходу, які розташовано в ортогональній конфігурації та паралельно відносно траєкторії проходження топкового газу через реактор селективного каталітичного відновлення (SCR); Фіг. 6 - це вид зверху, що ілюструє першу та другу групи реакторів з рухливим шаром, як описано у цьому описі винаходу, де другу групу розташовано нижче по потоку послідовно відносно першої групи та де кожна група включає набір реакторів з рухливим шаром, які розташовано паралельно та у гармошкоподібній конфігурації; Фіг. 7 - це блок-схема одного варіанта здійснення обладнання для регенерації каталізатора; та Фіг. 8 - це блок-схема, що демонструє головні компоненти реактора з рухливим шаром та системи регенерації каталізатора згідно з цим винаходом. Опис переважних варіантів здійснення Як використовується у цьому описі винаходу, коли надано діапазон, такий як 5-25 (або "від 5 до 25"), це означає щонайменше 5 та, окремо і незалежно, переважно не більше, ніж 25. Також, як використовується у цьому описі винаходу, окрім кінцевих точок, які вказуються, кожен числовий діапазон буде та є призначеним бути вказівкою на усі проміжні значення у межах цього діапазону. Наприклад, наполягаємо, що діапазон 5-25 також вказує на усі значення між цими числами, наприклад, 7, 9, 12, 13,9, 17,25 тощо. Одна характерна риса цього винаходу забезпечує засобом, за яким каталізатори, що є ефективними при низьких температурах, але піддаються втраті хімічної активності з часом (наприклад, внаслідок отруєння сіркою), можна використовувати для каталізу відновлення оксидів азоту при таких низьких температурах, що становлять діапазон 250 °F-350 °F (121 °C 177 °C)) або будь-який діапазон між цими значеннями температури. Це становить температурний діапазон, який є звичайним діапазоном для топкових газів на сучасних електростанціях, що працюють на викопному паливі, на ділянці між повітропідігрівником та пристроєм для десульфатування топкового газу; тобто, на ділянці нижче по потоку від повітропідігрівника у напрямку потоку топкового газу. У переважних варіантах здійснення, також у таких самих температурних діапазонах такі каталізатори можна одночасно використовувати 2+ для окиснення елементарної ртуті до більш високого стану окиснення (наприклад, Hg ), при якому її легше та безпечніше обробляти та видаляти. У певних варіантах здійснення різні каталізатори можна використовувати для кожної з цих реакцій; у такому випадку комбінацію каталізаторів можна було б використовувати у такому ж реакторі, такому як низькотемпературний реактор селективного каталітичного відновлення, при відмінному від традиційного влаштуванні котла. Альтернативно, каталізатор з такого самого металу або оксиду металу можна було б використовувати, щоб здійснити як відновлення NO x, так і окиснення Hg. Звернемося взагалі до ілюстративного матеріалу, де подібні числові позначення позначають однакові або функціонально подібні елементи на декількох зображеннях, та, зокрема, до Фіг. 1. Фіг 1 ілюструє звичайне влаштування котла на електростанції, включаючи традиційний реактор каталітичного селективного відновлення, який розташовано традиційно між виходом котла та повітропідігрівником у відповідності до потоку топкового газу. Тобто, традиційно реактор селективного каталітичного відновлення розташовується між котлом 3 та повітропідігрівником 8. Так робиться, щоб гарантувати, що каталізатор буде працювати при достатньо високій температурі, щоб досягти належної каталітичної активності для стійких до сульфатування каталізаторів на основі ванадію або вольфраму, які традиційно використовуються. Більшість каталізаторів селективного каталітичного відновлення, що використовуються сьогодні, мають мінімальну температуру використання приблизно 550 °F (288 °C). При повному навантаженні температура топкового газу 5, що залишає економайзер 4, буде приблизно від 650 °F (343 °C) 4 UA 102072 C2 5 10 15 20 до 700 °F (371 °C). Проте, при низькому навантаженні температура топкового газу, що залишає економайзер, може легко впасти нижче ефективної робочої температури цих стійких до сульфатування каталізаторів. Отже, для того, щоб забезпечити те, щоб температура топкового газу, що надходить до реактора селективного каталітичного відновлення, була в межах необхідного температурного діапазону, при якому стійкі до сульфатування каталізатори будуть ефективними, деяка кількість топкового газу 6 спрямовується в обхід економайзера (пропускається через байпас) та змішується з топковим газом, що залишає економайзер. Цю традиційну характерну рису також проілюстровано на Фіг. 1. Це не тільки створює енергетичне погіршення, але й в значній мірі підвищує складність модифікування існуючого влаштування котла з метою вбудування реактора селективного каталітичного відновлення, оскільки треба встановлювати байпасний прохід. Як результат вимог SIP від 1998 року стосовно NOx, реактори селективного каталітичного відновлення були встановлені на ряді існуючих у США електростанцій, що працюють на вугіллі. Фактично у кожному випадку модифікація була важкою з технічної точки зору та з точки зору установлювання. Модифікація означає у цьому описі винаходу процес модифікації існуючого обладнання та/або додавання нового обладнання до існуючого котла. Складність є наслідком того факту, що котел зазвичай є щільно з'єднаним з повітропідігрівником в одному кожусі, та часто є необхідним зробити зміни у агрегатах котла під тиском. Ефективність відновлення NOx шляхом селективного каталітичного відновлення (SCR) зазвичай виражається наступним рівнянням: eff  1  e 25 kap  (1) де k = константа швидкості реакції a p = міжфазова площа поверхні каталізатора, площа на одиницю об'єму реактора  = час перебування. Константа швидкості реакції буде залежати від активності каталізатора та температури реактора. Температурна залежність константи швидкості реакції відповідає добре відомому закону Арреніуса: 30 k  Ae 35 40 Ea RT (2) де E a = енергія активації Дж/моль R = газова константа Дж/моль°К A = константа пропорціональності T = температура реактора,°K Енергія активації для стійкого до сульфатування традиційного каталізатора селективного каталітичного відновлення (SCR) становить приблизно 46000 Дж/моль. Зміну константи швидкості реакції між, скажімо, 600 °F (588°K) та 300 °F (422°K) можна розрахувати за допомогою рівняння: (3) (4) 45 Ці розрахунки демонструють, що ефективність традиційних каталізаторів селективного каталітичного відновлення (SCR) при 300 °F (149 °C) буде становити лише приблизно 2,5 % від ефективності при 600 °F (316 °C). Внаслідок цього, реактор селективного каталітичного відновлення, що був ефективним на 90 % при 600 °F (316 °C) буде ефективним лише на 2,25 % при 300 °F (149 °C). Отже, для того, щоб можна було б регулювати NO x при 300 °F (149 °C), існує два основні підходи. Або слід використовувати більш реактивноздатні каталізатори, такі як благородні метали платина або паладій, або слід суттєво підвищити а ρ продукту (дивись 5 UA 102072 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 рівняння 1). Перший підхід потребує більш дорогих каталізаторів, проте останній підхід потребує збільшення об'єму каталізатора. Підхід, що використовується у цьому описі винаходу, використовує останню умову. В описаних нижче варіантах здійснення суттєву частину об'єму реактора селективного каталітичного відновлення можна заповнити каталізатором, що дозволяє топковому газу проходити через нього та вступати у щільний контакт з частинками каталізатора, при цьому також переважно підтримувати падіння тиску на шарі каталізатора у реакторі селективного каталітичного відновлення на рівнях, що по суті дорівнюють або є меншими, ніж у традиційних монолітних каталізаторах звичайного реактора селективного каталітичного відновлення. Додаткова характерна риса включає засоби для безперервного вилучення та регенерації цих каталізаторів для безперервного повторного використання. Це дозволяє використовувати як каталізатори селективного каталітичного відновлення суттєво дешевші матеріали (наприклад, сполуки звичайних базових металів), навіть якщо вони з часом стають сприйнятливими до отруєння сіркою. Це є бажаною властивістю, особливо враховуючи збільшені об'єми матеріалу каталізатора, які використовуються з метою підвищення описаної вище величини аρ. Сполуки звичайних базових металів будуть включати, перш за все, сполуки хрому, марганцю, заліза, кобальту, нікелю, міді, цинку та олова. Отже, робимо висновок: у бажаному варіанті здійснення реактора (наприклад, реактора селективного каталітичного відновлення) притаманними є наступні дві характеристики: (1) він сприяє контакту топкового газу з максимально можливою кількістю каталізатора таким чином, що опір потоку топкового газу через шар каталізатора можна підтримувати у розумних границях, переважно приблизно на рівні 4 дюймів (101,6 мм) падіння водяного тиску або нижче; та (2) він має спроможність видаляти каталізатор на безперервній основі, так що можна відновити реакційну здатність каталізатора за межами шару, а потім знов вводити каталізатор у шар, після відновлення його реакційної здатності. Як зрозуміло, регенерації каталізатора можна досягти багатьма способами, наприклад, шляхом перетворення сульфатів металів знов у відповідні оксиди, або термічним, або хімічним способом, внаслідок чого з каталізатора видаляються продукти сірки. Оскільки більшість випадків використання технології селективного каталітичного відновлення ймовірно будуть відноситися до існуючих електростанцій, що працюють на вугіллі, протягом наступних 10-20 років та оскільки більшість цих електростанцій використовують електрофільтри (ESP) для видалення частинок (наприклад, частинок леткої золи), захоплених топковим газом, однією бажаною властивістю є використання існуючого електрофільтра 10 для розташування у ньому низькотемпературного реактора 15 селективного каталітичного відновлення. Це проілюстровано на Фіг. 2. Якщо електростанція обладнана системою 13 десульфатування топкового газу (FGD), яка розташовується після пиловловлювача 10 (ESP), то реактор селективного каталітичного відновлення буде замінювати останню ділянку електрофільтра (ESP). Будь-який пил, утворений реактором селективного каталітичного відновлення, повинен бути достатньо великим, щоб його могла захопити система десульфатування топкового газу (FGD). Якщо пристрій не має системи 13 десульфатування топкового газу (FGD), тоді реактор 15 селективного каталітичного відновлення можна розташувати поруч з останньою ділянкою електрофільтра 10 (ESP), так щоб останню ділянку можна було б використовувати для збору будь-якого пилу, що виробляється у реакторі 15 селективного каталітичного відновлення. Фіг. 3 ілюструє використання окремого низькотемпературного реактора 15 селективного каталітичного відновлення; у проілюстрованому варіанті здійснення реактор 15 селективного каталітичного відновлення розташований нижче по потоку від електрофільтра 10 (ESP) та перед системою 13 десульфатування топкового газу (FGD). Це може бути доречним для систем, де робота електрофільтра (ESP) стосовно видалення частинок є граничною. Після опису певних переваг та варіантів розташування, при яких можна використовувати низькотемпературний реактор 15 селективного каталітичного відновлення, відтепер звернемо увагу на його специфічні варіанти здійснення. В одному прикладі варіанта здійснення конструкція реактора з рухливим шаром використовується для реактора 15 селективного каталітичного відновлення. У цьому варіанті здійснення реактор 15 селективного каталітичного відновлення включає один або набір реакторів 30 з рухливим шаром, де рухливий шар каталізатора контактує з топковим газом, який протікає через нього, та він є ефективним щодо сприяння відновленню NOx (необов'язково та переважно внаслідок реакції з аміаком) та переважно окисненню Hg, що є присутнім у ньому. Коли каталізатор проходить через реактор 30, він може поступово розкластися або стати неактивним внаслідок отруєння сіркою завдяки контакту та реакції з SOx, що також може бути присутнім у топковому газі. Отже, на виході з реактора селективного каталітичного відновлення матеріал каталізатора можна піддати обробці 6 UA 102072 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 для відновлення його реакційної здатності, щоб регенерувати каталізатор та повністю усунути ефекти отруєння сіркою до того, як його знов введуть через вхідний отвір для шару реактора селективного каталітичного відновлення. Конструкцію реактора за типом, проілюстрованим на Фіг. 4, можна використовувати для реактора (реакторів) 30 з рухливим шаром реактора селективного каталітичного відновлення. Фіг. 4 - це боковий розріз реактора 30 з рухливим шаром. У варіанті здійснення, зображеному на Фіг. 4, топковий газ з котла надходить до реактора 30 зліва, що відповідає стороні 32, розташованій вище по потоку, проходить через перший 40 (вищий по потоку) та другий 50 (нижчий по потоку) набори жалюзі, а потім виходить з реактора 30 праворуч, що відповідає стороні 34 реактора 30, розташованій нижче по потоку. Перший 40 та другий 50 набори жалюзі можна розташувати та утримувати усередині кожуха 36 реактора. Кожух 36 переважно є відкритим або суттєво відкритим з кожної із сторін 32 та 34, розташованих вище по потоку та нижче по потоку, відповідно, що дозволяє топковому газу проходити наскрізь. Альтернативно, сторона 32, розташована вище по потоку, та сторона 34, розташована нижче по потоку, можуть бути або можуть включати перфоровані плити або плити з отворами або з поперечними планками, щоб сприйняти потік топкового газу. Також, терміни "границя" або "границі" можуть використовуватися у цьому описі далі, щоб позначити структури, які використовуються для утримання та пересування частинок каталізатора через реактор (реактори) 30 з рухливим шаром, як описано у цьому описі винаходу. Все ще звертаємось до Фіг. 4. Набір 40 жалюзі, розташований вище по потоку, включає набір рознесених по вертикалі перших жалюзі 42, які є нахиленими вниз від сторони 32 реактора, розташованої вище по потоку, під кутом до протилежної сторони, або сторони 34, реактора, що розташована нижче по потоку. Переважно, перші жалюзі 42 є паралельними одні до одних. Подібно до цього, набір 50 жалюзі, розташований нижче по потоку, включає набір рознесених по вертикалі других жалюзі 52, але вони є відхиленими від суміжного набору 40 жалюзі, розташованого вище по потоку, під кутом у напрямку до сторони 34 реактора 30 селективного каталітичного відновлення, розташованої нижче по потоку. У переважному варіанті здійснення жалюзі 52, розташовані нижче по потоку, є також паралельними одні до одних. Фіг. 4А надає аксонометричне зображення набору 40 жалюзі, розташованих вище по потоку, та набору 50 жалюзі, розташованих нижче по потоку, де кожух 36 видалений. Вертикальний простір між відповідними першими 42 та другими 52 жалюзі спрямовує потік топкового газу через реактор 30, при цьому топковий газ надходить зі сторони 32, розташованої вище по потоку, та виходить зі сторони 34, розташованої нижче по потоку. Жалюзі 42 та 52 підтримуються на своїх відповідних кінцях завдяки приєднанню до бокових або торцевих стінок кожуха 36. Необов'язково, розпірні деталі (не зображено) можна розташувати між прилеглими жалюзі, щоб підтримувати їх та зберігати відповідну відстань уздовж їх розташування між протилежними торцевими стінками. Як зрозуміло з вищенаведеного опису та Фіг. 4, реактор 30 з рухливим шаром у цьому варіанті здійснення включає перший 40 та другий 50 протилежно розташовані набори жалюзі, при цьому кожен з наборів має відповідну низку рознесених по вертикалі та переважно паралельних перших 42 або других 52 жалюзі, які простягаються між протилежними торцями реактора, де перші 42 жалюзі та другі 52 жалюзі є відхиленими одні від одних. Перші 42 та другі 52 жалюзі також розташовані на відстані одні від одних у напрямку потоку топкового газу, таким чином визначаючи по суті вертикальний прохід 60 для шару каталізатора між набором 40 та набором 50 жалюзі. Прохід 60 для шару каталізатора сприймає рухливий шар частинок каталізатора, які можуть надходити з вхідного отвору 62 для шару на верхівці реактора 30. Оскільки перші 42 та другі 52 жалюзі є відхиленими одні від одних, а також від проходу 60 для шару між ними, частинки 60 каталізатора, що пересуваються вертикально униз через цей прохід, не вийдуть легко упоперек напрямку або сторони 32 реактора, розташованої вище по потоку, або сторони 34 реактора, розташованої нижче по потоку. Навпаки, частинки каталізатора у проході 60 для шару будуть спрямовуватися униз до вихідного отвору 64 для шару у основі кожуха 36. Виходячи з цього отвору, частинки 60 каталізатора можуть переміщуватися до окремого обладнання для регенерації, яке може бути розташованим поруч або на відстані від реактора селективного каталітичного відновлення. Незважаючи на те, що це не є необхідним, перший 40 та другий 50 набори жалюзі можуть бути дзеркальними відображеннями один одного, що означає, що відповідні жалюзі 42 та 52 можуть бути розташованими під однаковими кутами, хоча і у протилежному напрямку, від уявної центральної площини, яка проходить вертикально між набором 40 жалюзі та набором 50 жалюзі. Альтернативно, жалюзі 42 та 52 можна розташувати не під однаковими кутами до згаданої уявної центральної площини. У наступному альтернативному варіанті здійснення кількість 7 UA 102072 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 жалюзі 42 може бути більшою або меншою, ніж кількість жалюзі 52, при цьому жалюзі в одному наборі можуть розташовуватися далі або ближче одне до одного, ніж жалюзі у протилежному наборі. Переважно, матеріал каталізатора переміщується через прохід 60 для шару усередині реактора, виходить з вихідного отвору 64 через випускне обладнання 66 (дивись Фіг. 8) та надходить до іншого технологічного обладнання або сумісного обладнання через конвеєр на виході, щоб цей каталізатор регенерувати. Регенеровані частинки потім переважно подаються назад до вхідного отвору 62 для шару через конвеєр на вході, внаслідок чого відбувається рециркуляція у замкненому безперервному контурі. Певний механізм передачі частинок каталізатора та спосіб їх регенерації не є вирішальними для цього варіанта здійснення, та їх вибирають на підставі відповідних врахувань, включаючи доступний простір для конвеєрного обладнання та відповідні хімічні умови для регенерування частинок каталізатора з їх стану виснаженості (на виході з реактора 30). У цьому описі винаходу терміни "конвеєр на виході" або "конвеєр на вході" можуть означати або включати будь-який придатний або традиційний пристрій для переміщення частинок каталізатора між двома точками або станціями. Такий пристрій буде відомим для звичайних фахівців у галузі. Наприклад, передбачається, що конвеєрні стрічки (не зображено - переважно мають бокові екрани) можуть безперервно переміщати частинки відпрацьованого каталізатора з вихідного отвору 64 до або через обладнання для регенерації, де здійснюються реакції регенерації, а потім назад до вхідного отвору 62. Слід відзначити, що конвеєр на виході та конвеєр на вході, на які посилаються вище, можуть не бути окремими, але можуть включати одну безперервну конвеєрну систему від вихідного отвору 64, через обладнання для регенерації, а потім назад до вхідного отвору 62. У цьому випадку "конвеєр на виході" означає частину конвеєра між вихідним отвором 64 та обладнанням для регенерації, а "конвеєр на вході" означає частину конвеєра між обладнанням для регенерації та вхідним отвором 62. Відповідні хімічні умови регенерації каталізатора у випадку отруєння сіркою каталізаторів на основі солей звичайних базових металів, таких як CuCl, описано у цьому описі винаходу. У певних варіантах здійснення може бути бажаним включити вібраційні конвеєри або підйомники для транспортування матеріалу каталізатора між рухливим шаром та обладнанням для регенерації. У випадку такого використання вібрація може зменшити або мінімізувати стирання частинок та наступну деградацію частинок, коли вони пересікають конвеєрне обладнання. З цією метою можна використовувати відоме у галузі обладнання вібраційного конвеєра та підйомника. Необов'язково, обладнання вібраційного та невібраційного конвеєра можна об'єднати з термоелементами або іншим пристроєм для доставки теплової енергії до частинок, що сприяє їх регенерації під час транспортування до обладнання для регенерації або від нього. Альтернативно, пневматичні конвеєри, відомі у галузі, можна використовувати для транспортування частинок каталізатора між обладнанням для регенерації та реактором (реакторами) з рухливим шаром. Крім того, бункери (не зображено) можна включити для збору матеріалу шару з дна або основи реакторів з рухливим шаром для доставки його до конвеєрного обладнання, яке спрямує його до обладнання для регенерації. Альтернативно, конвеєри або інше обладнання для видалення/переміщення частинок може бути змонтовано як єдине ціле з основою реактора без бункерів (так, як у тому випадку, коли використовуються шнекові живильники) або може мати бункери традиційної конструкції або спеціалізованої перехідної конструкції, щоб відповідати іншим типам обладнання для регулювання швидкості потоку відпрацьованого матеріалу (такими як вібраційні живильники, клапани подвійного вивантаження, бункери із затвором, ротаційний лопатевий живильник/повітряні затвори тощо), що є відомими у галузі. Специфічна конфігурація буде залежати від установки, що модифікується шляхом встановлення реактора (реакторів) з рухливим шаром, що описано у цьому описі винаходу, щоб забезпечити реактором селективного каталітичного відновлення, при цьому слід враховувати такі фактори як доступний простір, сумісність з обладнанням, яке вже знаходиться на місці, та його розташування тощо. Вибір відповідного конвеєрного обладнання може також залежати від специфічних характеристик матеріалу шару (гранули, сфери або інше). Крім того, певне обладнання 66 для відпрацьованого матеріалу, що використовується для видалення каталізатора з реактора 30 з рухливим шаром слід вибирати так, щоб досягти профілю потоку маси частинок униз через ректор 30 з рухливим шаром (рухливими шарами); тобто, необхідно, щоб усі частинки рухалися через шар. Небажано мати, наприклад, центральну стрижневу частину потоку, що тече через шар реактора 30, у той час коли інші частинки залишаються по-суті нерухомими, тому що топковий газ, який слід обробити, не буде однорідно піддаватися дії частинок каталізатора з однаковою активністю, внаслідок чого частинки каталізатора не будуть однорідно видалятися з шару (шарів) реактора 30 для 8 UA 102072 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 наступної регенерації. Властивості частинок вимірюються (за допомогою випробувань на зсув тощо) та використовуються так, щоб відповідати певній конструкції будь-яких бункерів та/або шнекових живильників тощо, які можуть бути частиною обладнання 66 для видалення відпрацьованого матеріалу, щоб забезпечити профіль потоку маси частинок через реактор 30 з рухливим шаром (рухливими шарами). Блок-схема, що демонструє основні компоненти реактора з рухливим шаром та системи регенерації каталізатора згідно з цим винаходом, включаючи приклад здійснення трубопроводу та приладдя для обладнання для регенерації, яке можна використовувати у зв'язку з одним або декількома реакторами з рухливим шаром, які описано у цьому описі винаходу, продемонстровано на Фіг. 8. Як видно з Фіг. 8, обладнання для регенерації може включати приймальний циклон 82 для відокремлення пилу та дрібних частинок від частинок каталізатора, які можна використовувати та регенерувати. Частинки каталізатора, які можна регенерувати, можна необов'язково постачати з приймального циклона 82 до вторинного пристрою 84 для сортування дрібних частинок, щоб здійснити вторинне видалення дрібних частинок. Частинки як з приймального циклона 82, так і з пристрою 84 для сортування можна поєднати та передати до обладнання 86 для регенерації каталізатора. Частинки золи, відокремлені у пристрої 84 для сортування, можна відправити у відходи, тоді як частинки каталізатора, які є придатними для переробки, можна відправити через пристрій 88 для вимірювання/зважування до обладнання для переробки для повторного використання у виробництві гранул свіжого каталізатора. У цьому варіанті здійснення можна використовувати ваги для визначення точної кількості частинок каталізатора, видалених з системи замкнутого циклу. Це може бути корисним, наприклад, якщо буде бажано періодично вводити у певному відсотковому співвідношенні свіжий каталізатор до системи замкнутого циклу, щоб мати впевненість у тому, що кількість доданого свіжого каталізатора відповідає кількості, яку було видалено. Після регенерації в обладнанні 86 для регенерації каталізатора, свіжий каталізатор подається, як показано, назад до впускного отвору (отворів) реакторів 30 з рухливим шаром поряд зі свіжим компенсаційним каталізатором від джерела 90 компенсаційного каталізатора за допомогою придатного пристрою 92 для вимірювання/зважування. Як зазначалося вище, обладнання для переміщення частинок каталізатора між будь-яким пристроєм може бути стрічковим конвеєром, пневматичним конвеєром, ковшовим підйомником, шнековим конвеєром або, якщо це необхідно, їх комбінацією з іншими конвеєрними механізмами, відомими у галузі, або без них. Як зрозуміло, реактор 30 має таку конфігурацію, щоб топковий газ з котла підходив до сторони 32, розташованої вище по потоку. Газ потім потрапляє до реактора та проходить між рознесеними по вертикалі першими жалюзі 42, через прохід 60 для шару, а потім виходить між рознесеними по вертикалі другими жалюзі 52, а далі назовні зі сторони 34, розташованої нижче по потоку. (Дивись стрілки на Фіг. 4 та 4А). Під час функціонування прохід 60 для шару заповнений частинками каталізатора, так що NO x та необов'язково ртуть, які є присутніми у топковому газі, будуть зазнавати каталітичного відновлення або окиснення, відповідно, при контактуванні з каталізатором у присутності інших необхідних або бажаних реагентів, якщо це необхідно. Наприклад, аміак можна також подавати у реактор за допомогою звичайного засобу (наприклад, туману від розбризкувача або аерозольного туману, що подається до топкового газу до того, як він потрапляє до реактора селективного каталітичного відновлення) для того, щоб він діяв як відновник NOx у присутності шару каталізатора. Фігури 4В - 4Н ілюструють альтернативні варіанти здійснення реактора 30 з рухливим шаром, де перфорована плита використана замість влаштування жалюзі на одному або обох отворах, а саме вхідному отворі, або стороні 32, розташованій вище по потоку, та вихідному отворі, або стороні 34, розташованій нижче по потоку. Фігури 4В - 4G ілюструють заміщення перфорованою плитою 51, що має набір отворів 53, жалюзі 52 зі сторони, розташованій нижче по потоку. Переважно, отвори 53 є достатньо малими, щоб утримувати частинки каталізатора у межах проходу 60 для шару каталізатора, а пористість перфорованої плити 51, яка визначається кількістю та відстанню між отворами 53, є достатньо великою, щоб мінімізувати падіння тиску, коли топковий газ виходить з реактора 30 селективного каталітичного відновлення з рухливим шаром. На вихідній стороні перфоровану плиту з відкритою площею приблизно 25 % та діаметром отворів, що дорівнює приблизно ½ від діаметру гранул або матеріалу шару каталізатора, можна, отже, використовувати замість влаштування жалюзі. У прикладі варіанта здійснення частинки каталізатора мають циліндричну форму та мають середній діаметр частинок приблизно 3 мм, а співвідношення довжина/діаметр (L/D) становить від приблизно 1 до приблизно 4. У будь-якому випадку, отвори 53 у плиті 51 мають такий діаметр, що площа кожного отвору становить приблизно 25 % середнього діаметру частинок каталізатора. Для того, щоб підсилити потік твердих речовин униз через прохід 60 для шару, 9 UA 102072 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вхідні жалюзі 42 можуть бути дещо відхиленими від вертикалі, як показано на Фіг. 4D. Альтернативно, перфорована плита 51, розташована нижче по потоку, може бути дещо відхиленою від вертикалі, як показано на Фіг. 4Е, або як вхідні жалюзі 42, так і перфорована плита 51, розташована нижче по потоку, можуть бути дещо відхиленими від вертикалі, як показано на Фіг. 4F. У попередньому реченні вираз "дещо відхилений від вертикалі" означає, що будь-яке розташування жалюзі 42 або плити 51 знаходиться під невеликим кутом відносно центру проходу 60 для шару каталізатора у напрямку униз, який відповідає напрямку потоку частинок каталізатора через прохід 60 для шару. Вважають, що це буде сприяти протіканню частинок каталізатора через прохід 60 та зменшить тенденцію захоплення частинок. Дивись, наприклад, патенти США № 5167931 та № 5266288. Фіг. 4G демонструє влаштування вхідних жалюзі/вихідної перфорованої плити, що знаходяться у кожусі 36. Вхідні жалюзі 42 є переважними для зменшення можливості закупорки частинками леткої золи, що переносяться топковим газом, який надходить до реактора 30 з рухливим шаром. Проте, якщо ймовірність закупорки є невеликою та/або якщо пристрої для збирання частинок використовуються вище по потоку від реактора 30 з рухливим шаром, то є можливість використовувати як перфоровану плиту 41 вище по потоку, так і перфоровану плиту 51 нижче по потоку, при цьому частинки каталізатора переміщуються униз через прохід 60 для шару каталізатора. Цей варіант здійснення зображено на Фіг. 4Н. Подібно до того, як згадується вище, перфорована плита 41 може також бути відхиленою від вертикалі для сприяння проходженню частинок каталізатора через прохід 60 для шару. Як буде відзначено, описаний вище реактор 30 з рухливим шаром буде мати суттєвий поперечний простір між своїми протилежними торцями, при цьому жалюзі 42 та 52 (або перфоровані плити 41, 51 або комбінація жалюзі 42 та плити 51), які описано вище, переважно простягаються між тими торцями. Внаслідок цього, буде далі відзначено, що під час роботи частинки каталізатора, які розташовуються у та рухаються через прохід 60 для шару, утворять по суті плаский шар частинок, який простягається вертикально та рухається зазвичай униз через реактор 30 між протилежними наборами 40 та 50 жалюзі, або між перфорованими плитами 41, 51, або між комбінацією жалюзі 42 та плити 51. Шар каталізатора буде мати товщину у напрямку потоку газу, що приблизно дорівнює відстані у такому ж самому напрямку між суміжними сторонами відповідних перших 42 та других 52 жалюзі, або між перфорованими плитами 41, 51, або між жалюзі 42 та плитою 51, залежно від певного варіанта здійснення. Переважно, лінійна швидкість частинок шару при руху униз через реактор 30 з рухливим шаром є відносно повільною, так що вона наближається до швидкості нерухомого шару, що буде більш докладно пояснено нижче. Звернемося відтепер до Фіг. 5 та 5А, на яких реактор селективного каталітичного відновлення може бути обладнаним набором реакторів 30 з рухливим шаром, як описано вище, які влаштовано у деякому порядку, щоб забезпечити бажане відновлення NO x (та окиснення Hg). Переважно, реактор селективного каталітичного відновлення включає набір реакторів 30, влаштованих паралельно відносно напрямку потоку топкового газу, що проходить через реактор селективного каталітичного відновлення. Два приклади такого влаштування проілюстровано на Фіг. 5 та Фіг 5А, відповідно. Специфічно, Фіг. 5А демонструє вигляд зверху одного можливого влаштування, де декілька реакторів 30 з рухливим шаром влаштовано у гормошкоподібній конфігурації між протилежними торцевими стінками 72 та 74 реактора 70 селективного каталітичного відновлення. Як вказано стрілками на Фіг. 5, топковий газ підходить до реактора селективного каталітичного відновлення як спрямований уздовж поверхні потік, що проходить через реактор 70 селективного каталітичного відновлення (вертикально на Фіг. 5), та проходить упоперек (відносно напрямку поверхневого потоку) через реактори 30 з рухливим шаром перед тим, як він вийде з реактора 70 селективного каталітичного відновлення. Під терміном "напрямок поверхневого потоку" розуміється загальний або повсюдний напрямок потоку топкового газу, що проходить через реактор селективного каталітичного відновлення уздовж шляху топкового газу між входом та виходом реактора селективного каталітичного відновлення уздовж нього. У проілюстрованій гармошкоподібній конфігурації найближчий торець кожного реактора 30 контактує з найближчим торцем одного суміжного реактора 30, але не з торцем іншого (або зі стінками 72, 74, як це може бути). Це дозволяє топковому газу входити через простори між суміжними реакторами 30, які не контактують, та переспрямовуватися поперечно через реактори 30 перед тим, як він вийде через переміжні проходи між суміжними реакторами зі сторони реактора 70 селективного каталітичного відновлення, розташованої нижче по потоку. Фіг. 5А ілюструє альтернативний варіант здійснення, у якому реактори 30 у реакторі селективного каталітичного відновлення влаштовано в ортогональну конфігурацію, при цьому усі вони розташовані паралельно один до одного та 10 UA 102072 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 простягаються у напрямку поверхневого потоку реактора 70 селективного каталітичного відновлення між стінками 72 та 74. У цьому варіанті здійснення потраплянню топкового газу через проходи між кожною іншою парою суміжних реакторів 30 запобігає ряд панелей 75, що закривають ці проходи. Другий набір панелей 76 використовується для того, щоб закривати альтернативні проходи зі сторони реактора 70 селективного каталітичного відновлення, розташованої нижче по потоку. Рухливий шар є, за притаманною йому властивістю, відмінним пристроєм для збору частинок, та він зазвичай буде мати спроможність збирати частинки у четвертій або останній зоні традиційного електрофільтра (ESP), тому що більшість того, що збирається в останній зоні електрофільтра, - це захоплення, що струшуються з попередніх зон. Проте, якщо електрофільтр просто виконує роботу з усіма чотирма зонами у повному навантаженні, тоді використання однієї зони як реактора селективного каталітичного відновлення (SCR) може бути дуже ризикованим. У цих умовах зображене на Фіг. 3 влаштування, описане вище, буде переважним. Зазвичай суміші каталізаторів будуть використовуватися разом у одних і тих самих рухливих шарах, при цьому один каталізатор буде оптимізований для селективного каталітичного відновлення NOx або прямої деструкції NO x, а інший каталізатор/реагент буде оптимізований для окиснення ртуті. У цій конфігурації обидва каталізатори будуть піддаватися однаковим етапам регенерації, які буде описано пізніше. Альтернативну конфігурацію, де два реактора з рухливим шаром або групи реакторів 78 та 79 з рухливим шаром розташовані серією у реакторі 70 селективного каталітичного відновлення, проілюстровано на Фіг. 6. У цьому варіанті здійснення кожна група реакторів 30 з рухливим шаром може використовувати окремий бункер, конвеєр частинок та систему регенерації, так щоб різні циркулюючі каталізатори/реагенти у кожній відповідній групі 78 та 79 можна було б обробляти згідно з окремими етапами регенерації, які використовують відмінні реакції. Цей варіант здійснення можна використовувати, наприклад там, де бажано використовувати окремі каталізатори та окремі системи регенерації каталізаторів для відновлення NO x, яке може здійснюватися за допомогою каталізатора у першій групі 78, та окиснення ртуті, що може здійснюватися за допомогою каталізатора у другій групі 79. Падіння тиску уздовж традиційних реакторів селективного каталітичного відновлення становить десь 4 дюйми (101,6 мм) згідно з водяним манометром (приблизно 1 кПа). Кожен дюйм (25,4 см) падіння тиску у силовій установці зазвичай оцінюється еквівалентно втраті приблизно 0,05 % коефіцієнту корисної дії циклу електростанції. Отже, традиційні реактори селективного каталітичного відновлення зазвичай зменшують коефіцієнт корисної дії циклу електростанцій приблизно на 0,2 %. Оператори електростанцій та споживачі електричної енергії вважають таку втрату суттєвою. Отже, бажано вважати падіння тиску у 4 дюйми (101,6 мм) згідно з водяним манометром верхньою допустимою границею для конструкції нового реактора селективного каталітичного відновлення, включаючи описану у цьому описі винаходу нову конструкцію, яка містить один або декілька реакторів 30 з рухливим шаром. Отже, проблема полягає у тому, щоб по суті підвищити аρ продукту у наведеному вище рівнянні 1, при цьому без значного підвищення падіння тиску. Вимоги щодо низького падіння тиску, високого аρ, безперервної регенерації та рециркуляції каталізатора - усі задовольняються, якщо використовується рухливий шар каталізатора у реакторах 30 з рухливим шаром, зображених на Фігурах 4 та 5 та описаних вище. Проілюстрований у цьому описі винаходу рухливий шар включає по суті вертикальну площину твердих речовин у вигляді гранул та має товщину, яка приблизно визначається відстанню між протилежними жалюзі 42 та 52, як пояснювалося раніше. Шар частинок може рухатися униз під впливом сили тяжіння при відносно низькій швидкості, яка переважно становить менше, ніж 1 фут (30,48 см) за хвилину, переважно набагато менше, ніж 1 фут (30,48 см) за хвилину, наприклад, не більше 8 дюймів (203,2 мм) за хвилину, 6 дюймів (152,4 мм) за хвилину, 4 дюймів (101,6 мм) за хвилину або 2 дюймів (50,8 мм) за хвилину. Шар підтримується численними нахиленими жалюзі у центрі кожного реактора 30, а саме першими 42 та другими 52 жалюзі, як описано вище. З точки зору гідрогазодинаміки топкові гази проходять через рухливий шар так, мовби він є нерухомим шаром, коли шар пересувається при суттєво низькій лінійній швидкості, такій як описано у цьому описі винаходу. Отже, наступний набір рівнянь, які описують падіння тиску, що відбувається на нерухомих шарах, можна застосувати для опису падіння тиску, який відбувається на шарах, що рухаються повільно: NEu   1000  L   2.33   7.5N D Re   eq 11 UA 102072 C2 NEu vs  D eq  NRe P   2 f vm 2gc vm  2    D 32   3 1       f v mD eq f 5 NEu = число Ейлера NRe = число Рейнольдса Deq = еквівалентний діаметр D 32 = середній діаметр Саутера  = фактор форми 10 20 25 30 35 40 45  f = щільність потоку Змінні у цих рівняннях, які можна легко регулювати, - це довжина шляху, L, розмір каталізатора, що виражається D 32 , та лінійна швидкість. Властивості потоку та коефіцієнт пористості каталізатора не є змінними, якими можна легко маніпулювати. Зв'язок специфічної поверхні з D 32 виражається наступним рівнянням: Sp  15 vm = середня швидкість потоку vs = лінійна швидкість  = коефіцієнт пористості  f = в'язкість потоку 6  p D 32 де  p = щільність частинок Термін перебування - це просто = L/m. Очевидно, що для того, щоб максимізувати аρ у наведеному вище рівнянні 1, реактори 30 з рухливим шаром слід спроектувати так, щоб максимізувати товщину (глибину у напрямку потоку газу) рухливого шару у межах превалюючих просторових констант та мінімізувати швидкість газу, що проходить через шар, а також середній діаметр Саутера, що відповідає бажаному максимальному падінню тиску у 4 дюйми (101,6 мм) водяного стовпа. Варіантом здійснення, показаним на Фіг. 5, який було описано раніше, пропонується влаштування реакторів 30 з рухливим шаром для реактора селективного каталітичного відновлення, яке дозволяє максимізувати площу потоку топкового газу та, таким чином, мінімізувати швидкість проходження газу через шари. Як показано на Фіг. 5, реактори 30 можна влаштувати у гармошкоподібній конфігурації. У прикладі варіанту здійснення реактори 30 можуть мати такий розмір, щоб вони відповідали та їх можна було б влаштувати у гармошкоподібну конфігурацію в останній ділянці електрофільтра такого розміру, щоб він був спроможнім обробляти топковий газ, що надходить з бітумінізованого вугілля, що спалюється у котлі 100 МВт. Розміри кожуха (зовнішньої частини) для реактора 30 з рухливим шаром у цьому варіанті здійснення може становити, наприклад, 34 фути (10363 мм) у ширину, 39 футів (11887 мм) у висоту та 20 футів (6096 мм) у глибину (у напрямку потоку). Жалюзі 42 та 52 можуть мати такі відповідні розміри, щоб між їхніми суміжними краями утворився простір розміром у 10 дюймів (254 мм), внаслідок чого номінальна товщина шару (у напрямку потоку газу) становитиме 10 дюймів (254 мм), а їхня висота може становити 39 футів (11887 мм), а ширина приблизно 20 футів (6096 мм). Як вказано вище, коли використовується каталізатор на основі звичайного базового металу, такий як галогенід або оксид звичайного базового металу, що є сприйнятливим до отруєння сіркою, наприклад, для того, щоб здійснити належне відновлення NO x при низьких температурах, таких, що є нижчими, ніж 350 °F (177 °C), тоді можна використовувати систему регенерації для повернення отруєного каталізатора назад до його відновленого стану. Фіг. 7 показує варіант здійснення системи регенерації, яку можна використовувати у поєднанні з реакторами з рухливим шаром, які описано вище, переважно у системі циркулюючого каталізатора замкнутого циклу. Каталізатор, що виходить з вихідного отвору 64 для шару реактора 30, можна подавати до регенеративного реактора 80, який може функціонувати у конфігурації рухливого або псевдозрідженого шару. Отруєння каталізатора буде здебільшого наслідком реакцій сульфатування з SO x у топковому газі, наприклад: CuO+SO2 + ½O2  CuSO4. Ця реакція отруєння сіркою відбувається з вимірною швидкістю при температурі приблизно 12 UA 102072 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 750 °F (399 °C). Реактори 30 з рухливим шаром, які описано у цьому описі винаходу, переважно будуть працювати при температурі приблизно 300 °F (149 °C); тобто, переважно нижче по потоку від повітропідігрівника у напрямку потоку топкового газу. Отже, швидкість та ступень отруєння сіркою будуть невеликими, що означає, що регенеративний реактор 80 може мати розмір для відносно невеликого навантаження десульфатування. У переважному варіанті здійснення буде використовуватися впорскування природного газу (метану, CH 4) при підвищеній температурі, наприклад, приблизно 840 °F (449 °C), для регенерації сульфатованого каталізатора. Ця реакція відбувається згідно з рівнянням: CuSO4 + ½CH4  Cu+SO2 + ½CO2+H2O. Cu потім окиснюється у присутності O 2 та повертається до свого активного стану селективного каталітичного відновлення NO x (SCR-of-NOx). Відпрацьовані матеріали з системи регенерації сульфатів здебільшого складаються з повітря та невеликої кількості SO2 та CO2. Як показано на Фіг. 7, цей потік можна для його очищення спрямувати до вологого скрубера, який зазвичай розташовується нижче по потоку від реактора 30 з рухливим шаром або реактора 70 селективного каталітичного відновлення. 0 У каталітичному реакторі 30 з рухливим шаром фракція каталізатора окиснення Hg (CuCl/CuCl2 або CuBr/CurBr2) буде безповоротно перетворена у CuO згідно з рівнянням 0 Hg +CuX2 + ½O2  HgX2+CuO, де Х позначає Cl або Br. Після десульфурації/регенерації каталізатора природним газом галогени (X 2) або галогеноводні (НХ) будуть контактувати з 0 каталізатором окиснення Hg з метою регенерувати його активні речовини (дивись Фіг. 7). 0 Регенерація каталізатора окиснення Hg розпочинається у температурному діапазоні 230-300 °F (110-149 °C). Слід відзначити, що для згоряння бітумінізованого вугілля з високим вмістом хлору 0 етап галогенування може бути необов'язковим. У цьому випадку каталізатори окиснення Hg можна безперервно галогенізувати на місці за допомогою хлориду водню з топкового газу. Регенерація цього каталізатора може також включати використання промивних матеріалів, таких як гази, пари, рідини, тверді речовини або їх комбінації, щоб повернути каталізатор до стану зберігання каталітичної активності. Крім того, хоча це і не зображено на фігурах, може бути бажаним запровадити для газу попереднє нагрівання вище по потоку від реактора (реакторів) 30 з рухливим шаром, якщо є необхідним, щоб було забезпечене специфічне вхідне температурне вікно. Альтернативно, таке попереднє нагрівання газу може дозволити розташувати реактор (реактори) 30 з рухливим шаром у позиції нижче по потоку від обладнання 13 для десульфурації топкового газу. У цій позиції топковий газ 14 очищений від леткої золи та більшої частини оксиду сірки, а також інших видів забруднення, проте він є дуже прохолодним для належної каталітичної активності низькотемпературного каталізатора; тому потім буде необхідно здійснити попереднє нагрівання газу до бажаної температури. Описаний реактор 30 з рухливим шаром надає багато переваг, коли його включено до реактора 70 селективного каталітичного відновлення для відновлення NO x. Ці переваги включають можливість здійснювати одночасно низькотемпературне відновлення NO x та окиснення ртуті, використовувати більш дешевий каталізатор, більш легко здійснювати модифікування порівняно з традиційними реакторами селективного каталітичного відновлення, можливість розташовувати реактор (реактори) 30 в існуючому кожусі електрофільтра (ESP), знижувати негативний вплив на коефіцієнт корисної дії циклу електростанції, знижувати негативний вплив леткої золи, усувати забруднення бісульфатом амонію поверхонь повітропідігрівника та зменшувати негативний вплив перепаду навантажень на роботу. Детальніше: традиційні каталізатори селективного каталітичного відновлення на основі стійких до сульфатування металів коштують порядку 10000 доларів за мегават потужності електростанції. Каталізатори з оксиду міді, що є достатніми, щоб досягти необхідного а ρ при функціонуванні, еквівалентному до функціонування традиційних каталізаторів селективного каталітичного відновлення, але при вихідних температурах повітропідігрівника (наприклад, 250350 °F (121-177 °C)), коштують приблизно 2000 доларів за мегават. Каталізатор з оксиду заліза коштує навіть дещо дешевше. Використання конфігурації традиційних монолітних каталізаторів селективного каталітичного відновлення при вихідній температурі повітропідігрівника буде потребувати використання каталізаторів на основі благородних металів, таких як платина, при вартості, що перебільшує 50000 доларів за мегават. Змішування каталізаторів для досягнення подвійної мети, а саме відновлення NO x та окиснення ртуті, здійснюється прямо у рухливому шарі. Це дає можливість адаптувати каталізатори до специфічних вимог до відновлення NOx та окиснення ртуті, залежно від специфічних потреб електростанції. З 50000-60000 доларів за мегават для модифікації реактора селективного каталітичного відновлення в існуючій електростанції, приблизно 1/3 цієї вартості є наслідком труднощів розташування реактора селективного каталітичного відновлення в обмеженому просторі, що є 13 UA 102072 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 доступним між економайзером котла та повітропідігрівником. Внаслідок концепції, за якою електростанції було зазвичай розроблено та побудовано, розташування установки селективного каталітичного відновлення зазвичай перебільшує нульову відмітку на 100 футів (30,48 м). Така конструкція є причиною того, що котел вилучається з функціонування на подовжений період часу, щоб спростити конструкцію реактора селективного каталітичного відновлення. Протягом цього періоду електростанція не може генерувати енергію, внаслідок чого втрачаються доходи від збуту під час цього періоду будування. На відміну від цього, реактор селективного каталітичного відновлення, що є спроможним ефективно відновлювати NOx (та окиснювати елементарний Hg) при низьких температурах, що превалюють у топковому газі після виходу з повітропідігрівника, можна побудувати на нульовій відмітці та просто врізати у силову установку між пилозбірником (електрофільтром) та димовою трубою (або системою десульфатування топкового газу) під час відносно короткого вимкнення напруги у мережі. Це усуває проблеми, пов'язані з обмеженнями простору вище по потоку від повітропідігрівника між ним та економайзером - у традиційних влаштуваннях. Якщо вилучену ділянку електрофільтра слід використовувати для розташування в ній реакторів 30 з рухливим шаром, які описано у цьому описі винаходу, та, тим самим, по суті перетворювати її у низькотемпературний реактор селективного каталітичного відновлення, тоді верхівку ділянки електрофільтра, яку слід використовувати, можна видалити, при цьому електричні внутрішні деталі (електроди та колекторні пластини) виймають з електрофільтра, а нові реактори 30 піднімають та розташовують на місці при виконанні усієї роботи на нульовій відмітці. Якщо котел має набір установок щодо топкового газу на задній стороні, включаючи електрофільтри, тоді кожен електрофільтр можна пристосувати окремо, що в той же час дозволить пристрою продовжувати генерувати енергію при зниженому навантаженні, незважаючи на продовження будівництва. Традиційні реактори селективного каталітичного відновлення негативно впливають на коефіцієнт корисної дії електростанції принаймні двома шляхами. Перший шлях - це необхідність подолання падіння тиску, як зазначалося раніше. Реактори 30 з рухливим шаром, описані у цьому описі винаходу, можуть не пропонувати будь-якого удосконалення у цьому питанні, головним чином тому, що падіння тиску має корисний вплив на здійснення відновлення NOx внаслідок примушування однорідного потоку топкового газу проходити через рухливі шари. Іншим великим недоліком модифікації традиційних реакторів селективного каталітичного відновлення є обхід топкового газу навколо економайзера, щоб забезпечити засобом температурного регулювання на вході реактора селективного каталітичного відновлення, особливо коли змінюється навантаження або коли виснажується каталізатор. Частина теплової енергії у цьому потоці втрачається на паровий цикл. Деяка кількість (але не уся) цієї втраченої енергії буде відновлятися повітропідігрівником. Наприклад, внаслідок підвищення температури топкового газу на вході реактора селективного каталітичного відновлення на 100 °F (55,56 °C), температура топкового газу, що залишає повітропідігрівник, підвищується приблизно на 50 °F (27,78 °C). У цьому прикладі спричиниться зниження коефіцієнта корисної дії котла приблизно на 0,5 %. Аміак можна впорскувати вище по потоку від реактора селективного каталітичного відновлення, щоб надати відновник для реакції з NO та NO2, як зазначено вище. Небажані побічні реакції, що виникають при підвищених робочих температурах традиційних реакторів селективного каталітичного відновлення, включають реакції між аміаком, водяною парою та триоксидом сірки, внаслідок яких утворюються сульфат амонію та бісульфат амонію у вигляді аерозолю. Перша сполука утворює твердий аерозоль, який є несуттєвим для роботи електростанції. Проте, остання сполука, бісульфат амонію (NH 4HSO4), має точку плавлення 297° F (147,22 °C). Оскільки ця сполука є сіллю сильної кислоти та слабого лугу, то цей аерозоль є як кислотним, так і рідким. Він має тенденцію відкладатися на поверхнях повітропідігрівника, де він збирає летку золу та створює проблеми для функціонування та довгострокові проблеми щодо корозії. На відміну від цього, більшість поверхонь нижче по потоку від повітропідігрівника (напрямок потоку топкового газу), включаючи низькотемпературний реактор селективного каталітичного відновлення, встановлений нижче по потоку, мають температуру, що є близькою або нижчою за точку плавлення бісульфату амонію. Поверхня, забруднена бісульфатом амонію, отже, не є суттєвою проблемою для низькотемпературного реактора селективного каталітичного відновлення, описаного у цьому описі винаходу. Для реакторів 30 з рухливим шаром, навіть якщо сульфат або бісульфат амонію відклалися на поверхні каталізатора, періодична безперервна регенерація каталізатора природним газом, як описано вище, надає механізм безперервного видалення або розщеплення цього відкладення згідно з наступними реакціями: 14 UA 102072 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (NH4)2SO4+CH4+1,5O2  2NH3+SO2+CO2+3H2O NH4HSO4+CH4+1,5O2  NH3+SO2+CO2+3H2O Включення серії або групи реакторів 30 з рухливим шаром в існуючий електрофільтр нижче по потоку від повітропідігрівника, як описано вище, буде найбільш дешевим засобом реалізації SCR з рухливим шаром в оточенні, що модифікується. Проте, зрозуміло, що поодиноко розташований реактор 30 з рухливим шаром або групу реакторів можна розташувати у лінію з потоком топкового газу, щоб запровадити SCR згідно з описаними варіантами здійснення у будь-якій точці нижче по потоку від повітропідігрівника або електрофільтра. З вищезазначеного зрозуміло, що внаслідок встановлення одного або набору реакторів з рухливим шаром, щоб привести у контакт топковий газ з рухливим шаром каталізатора в реакторі селективного каталітичного відновлення, можна використовувати більш різноманітні та більш дешеві каталізатори на основі звичайних базових металів для зменшення NO x та Hg, незважаючи на їхню сприйнятливість до отруєння сіркою від сполук SOx, які також можуть бути присутніми у топковому газі. Це можливе тому, що свіжий каталізатор можна безперервно вводити до шару каталізатора. Відпрацьований каталізатор, наприклад, частинки каталізатора, які деградували внаслідок отруєння сіркою, також безперервно видаляються з шару каталізатора, та їх можна або викинути у відходи, або регенерувати та знов ввести у шар (при цьому останнє є переважним). Також, оскільки наслідком багатьох цих каталізаторів на основі звичайних базових металів є більш низька енергія активації для відновлення NOx порівняно з їхніми аналогами стійких до сульфатування оксидів металів, реактори селективного каталітичного відновлення, що використовують ці каталізатори на основі звичайних базових металів у реакторі з рухливим шаром, можна розташувати нижче по потоку від повітропідігрівника, тому що топковому газу необов'язково бути таким гарячим, щоб сприяти відновленню NOx. Внаслідок цього покращується коефіцієнт корисної дії котлових агрегатів, що генерують електроенергію, оскільки реактори селективного каталітичного відновлення більше не потрібно розташовувати вище по потоку від повітропідігрівника, що спричиняє втрату теплової енергії, яку в іншому разі можна було б використовувати для попереднього нагрівання повітря, яке подають для спалювання. Крім того, повністю усувається необхідність обхідного шляху навколо економайзера для надання топковому газу належної температури для каталітичного процесу на основі стійкого до сульфатування металу при відновленні NO x. Це усуває інше джерело втрати енергії у традиційних конструкціях модифікованих реакторів селективного каталітичного відновлення. Переважно, щоб частинки каталізатора, які використовуються у реакторах з рухливим шаром, описаних у цьому описі винаходу, по суті не містили дорогих стійких до сульфатування металів, що означає, що ці стійкі до сульфатування метали, якщо вони є присутніми, то вони є присутніми лише як забруднення, яких не можна уникнути, або, у іншому разі, у невеликих кількостях, що зазвичай є присутніми у традиційних джерелах переважних сполук каталізаторів на основі звичайних базових металів або оксидів металів, таких як CuCl або CuCl2. При використанні каталізаторів на основі звичайних базових металів у реакторах з рухливим шаром, описаних у цьому описі винаходу, NOx у кількості принаймні 40 %, більш переважно принаймні 50, 60, 70, 80, 90 або 95 відсотків від усього NO x, що є присутнім у топковому газі, відновлюється при контактуванні з частинками каталізатора у рухливому шарі (наприклад, внаслідок каталітичної реакції з аміачним відновником, також присутнім) при температурі у діапазоні 250-350 °F (121-177 °C). У переважних варіантах здійснення принаймні 40 %, більш переважно принаймні 50, 60, 70, 80, 90 або 95 відсотків від усієї елементарної ртуті, що є присутньою у топковому газі, також окиснюються до стану підвищеного окиснення при контактуванні з частинками каталізатора, які можуть містити окремі види каталізаторів, ефективних для відновлення NO x та окиснення Hg, відповідно. Як зазначалося вище, такі окремі види каталізаторів можна змішати, утворюючи складну суміш каталізаторів, або реактор селективного каталітичного відновлення може включати дві окремі групи реакторів з рухливим шаром, розташовані послідовно, при цьому одна група - з каталізатором для відновлення NOx, а друга група - з каталізатором для окиснення Hg. Незважаючи на те, що винахід було описано стосовно певних варіантів здійснення, слід визнати, що винахід не обмежується ними, та численні модифікації та адаптації до нього, а також інші варіанти здійснення є можливими, та їх може виконати звичайний фахівець у цій галузі, який ознайомився з цим описом. Наприклад, незважаючи на те, що опис, який передує, запропонований передусім стосовно котлів, що працюють на вугіллі, буде зрозуміло, що технологію селективного каталітичного відновлення з рухливим шаром, яку описано у цьому описі винаходу, можна використовувати для регулювання або зменшення NO x та інших викидів (таких як Hg) у топковому газі, що виходить з будь-якого котла або камери згоряння іншого типу, включаючи ті, що працюють на інших видах палива, такі як відходи деревини, біомаса, 15 UA 102072 C2 5 муніципальні відходи та сміття, у яких утворюються такі небажані види сполук. Як наступний приклад, сполуки солей або оксидів звичайних базових металів, відмінні від тих, в основі яких лежить мідь, можна також використовувати у реакторах з рухливим шаром, описаних вище. Усе вищезазначене слід вважати таким, що знаходиться у межах духу та обсягу цього винаходу, як заявлено далі у формулі винаходу, яка додається. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Котел, який містить камеру згоряння для спалювання палива, яка під час роботи генерує топковий газ, який може містити деяку кількість NO X, що бажано видалити; та розташований на шляху топкового газу реактор для відновлення принаймні частини NO X, що є присутнім у топковому газі, який має кожух, що має сторону, розташовану вище по потоку, та вхідний отвір в ній, а також сторону, розташовану нижче по потоку, та вихідний отвір в ній, який відрізняється тим, що згаданий реактор є реактором селективного каталітичного відновлення (SCR) з рухливим шаром, який має першу та другу протилежні границі, розташовані на відстані одна від одної, тим самим визначаючи між собою по суті вертикальний прохід для шару каталізатора, причому вказані перша та друга границі мають отвори, які дозволяють топковому газу проходити та які перешкоджають проходженню каталізатора, при цьому вхідний отвір в стороні кожуха, розташованій вище по потоку, є подібним за розміром площі поверхні сторони першої границі, розташованої вище по потоку, а вихідний отвір в стороні кожуха, розташованій нижче по потоку, є подібним за розміром площі поверхні сторони другої границі, розташованої нижче по потоку, причому, при роботі, топковий газ, який проходить через згаданий реактор з рухливим шаром, проходить по шляху через вхідний отвір, першу з протилежних границь, прохід для шару каталізатора, другу з протилежних границь та вихідний отвір. 2. Котел за п. 1, який відрізняється тим, що згадані перша та друга протилежні границі включають, відповідно, перший набір жалюзі та другий набір жалюзі, при цьому кожен згаданий набір жалюзі містить низку рознесених по вертикалі перших або других жалюзі, відповідно, згадані перші та другі жалюзі у відповідних першому та другому наборах жалюзі відхилені одні від одних, а згаданий прохід для шару каталізатора визначений між згаданими наборами перших та других жалюзі, причому, при роботі, згаданий топковий газ, що проходить через згаданий реактор з рухливим шаром, проходить по шляху між рознесеними по вертикалі першими жалюзі, через прохід для шару, а потім виходить між рознесеними по вертикалі другими жалюзі. 3. Котел за п. 1, який відрізняється тим, що перша та друга протилежні границі включають, відповідно, перший набір жалюзі, розташований суміжно з вхідним отвором згаданого реактора SCR, та перфоровану плиту, розташовану суміжно з вихідним отвором згаданого реактора SCR, при цьому перший набір жалюзі містить низку рознесених по вертикалі перших жалюзі, які є відхиленими від згаданої перфорованої плити, а згаданий прохід для рухливого шару визначений між згаданим першим набором жалюзі та згаданою перфорованою плитою, причому, при роботі, топковий газ, що проходить через згаданий реактор з рухливим шаром, проходить по шляху між рознесеними по вертикалі першими жалюзі, через прохід для шару, а потім виходить через отвори, передбачені у згаданій перфорованій плиті. 4. Котел за п. 1, який відрізняється тим, що згадані перша та друга протилежні границі включають, відповідно, першу та другу перфоровані плити, причому згаданий прохід для шару каталізатора визначений між згаданими першою та другою перфорованими плитами, при цьому, при роботі, топковий газ, що проходить через згаданий реактор з рухливим шаром, проходить по шляху через перший набір отворів, передбачених у згаданій першій перфорованій плиті, через прохід для шару, а потім виходить через другий набір отворів, передбачених у згаданій другій перфорованій плиті. 5. Котел за п. 3 або 4, який відрізняється тим, що отвори в перфорованій плиті є круглими та мають діаметр, який становить приблизно ½ від діаметра гранул або матеріалу шару каталізатора. 6. Котел за п. 5, який відрізняється тим, що сумарна площа вищезгаданих отворів становить приблизно 25 % від площі поверхні перфорованої плити. 7. Котел за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що згаданий реактор селективного каталітичного відновлення містить набір згаданих реакторів з рухливим шаром, розташованих паралельно відносно шляху топкового газу, що проходить через реактор селективного каталітичного відновлення. 8. Котел за п. 7, який відрізняється тим, що згаданий набір реакторів з рухливим шаром влаштовано у гармошкоподібну конфігурацію, якщо дивитися зверху. 16 UA 102072 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 9. Котел за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що згаданий реактор селективного каталітичного відновлення містить першу групу згаданих реакторів з рухливим шаром, розташованих паралельно відносно шляху топкового газу, що проходить через реактор селективного каталітичного відновлення; та другу групу згаданих реакторів з рухливим шаром, розташованих паралельно відносно згаданого шляху топкового газу, при цьому згадана друга група влаштована послідовно з першою групою та розташована нижче по потоку від згаданої першої групи відносно згаданого шляху топкового газу. 10. Котел за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що містить повітропідігрівник, розташований нижче по потоку від згаданої камери згоряння відносно шляху топкового газу, який виходить зі згаданої камери згоряння, причому згаданий повітропідігрівник є ефективним для попереднього нагрівання повітря для спалювання, що надходить до камери згоряння, завдяки тепловому обміну з топковим газом, що виходить зі згаданої камери згоряння, при цьому згаданий реактор селективного каталітичного відновлення розташовано нижче по потоку від згаданого повітропідігрівника відносно згаданого шляху топкового газу. 11. Котел за п. 10, який відрізняється тим, що містить електрофільтр для видалення частинок, захоплених топковим газом, який розташовано нижче по потоку від згаданого повітропідігрівника відносно згаданого шляху топкового газу, при цьому згаданий реактор селективного каталітичного відновлення розташований усередині згаданого електрофільтра. 12. Котел за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що містить електрофільтр для видалення частинок, захоплених згаданим топковим газом, який розташований нижче по потоку від згаданої камери згоряння відносно шляху топкового газу, який виходить зі згаданої камери згоряння, при цьому згаданий реактор селективного каталітичного відновлення розташований усередині згаданого електрофільтра. 13. Котел за будь-яким з пп. 1-12, який відрізняється тим, що згадані перша та друга протилежні границі є ефективними для спрямовування рухливого шару частинок каталізатора униз через згаданий прохід для шару каталізатора від вхідного отвору для шару зверху згаданого реактора з рухливим шаром до вихідного отвору для шару, розташованого у основі реактора. 14. Котел за п. 13, який відрізняється тим, що містить обладнання для регенерації шару, що є ефективним для регенерації частинок відпрацьованого каталізатора, які виходять зі згаданого вихідного отвору для шару, при цьому конвеєр на виході переміщує частинки відпрацьованого каталізатора від згаданого вихідного отвору для шару до згаданого обладнання для регенерації шару для здійснення їх регенерації, а конвеєр на вході переміщує частинки регенерованого каталізатора від згаданого обладнання для регенерації до згаданого вхідного отвору для шару. 15. Котел за п. 14, який відрізняється тим, що згадані конвеєр на виході та конвеєр на вході адаптовано для безперервного переміщення частинок каталізатора від згаданого вихідного отвору для шару через згадане обладнання для регенерації та до згаданого вхідного отвору для шару у замкнутому циклі. 16. Котел за п. 14, який відрізняється тим, що згаданий реактор селективного каталітичного відновлення містить набір згаданих реакторів з рухливим шаром, розташованих паралельно відносно шляху топкового газу, що проходить через реактор селективного каталітичного відновлення, де згаданий конвеєр на виході адаптовано для переміщення частинок відпрацьованого каталізатора, які виходять з вихідних отворів для шару усіх згаданих реакторів з рухливим шаром до згаданого обладнання для регенерації, а згаданий конвеєр на вході адаптовано для переміщення частинок регенерованого каталізатора від згаданого обладнання для регенерації до вхідних отворів для шару усіх згаданих реакторів з рухливим шаром. 17. Котел за будь-яким з пп. 14-16, який відрізняється тим, що принаймні один зі згаданих конвеєра на виході та конвеєра на вході включає вібраційний засіб для надання вібрації частинкам каталізатора, що таким чином переміщуються. 18. Котел за будь-яким з пп. 1-17, який відрізняється тим, що згадана камера згоряння - це котел, що працює на вугіллі, при цьому паливо включає вугілля. 19. Котел за будь-яким з пп. 1-18, який відрізняється тим, що включає шар частинок каталізатора, розташований у згаданому проході для шару каталізатора, при цьому згадані частинки каталізатора включають один або декілька видів частинок, вибрані з групи, яка складається з оксидів звичайних базових металів та солей звичайних базових металів. 20. Котел за п. 19, який відрізняється тим, що згадані частинки каталізатора по суті не містять каталізатор на основі стійких до сульфатування металів. 21. Спосіб обробки топкового газу, що виходить з камери згоряння, для видалення з нього NO X, при якому здійснюють забезпечення реактором для відновлення принаймні частини NO X, що є присутнім у топковому газі, при цьому реактор має кожух, що має сторону, розташовану вище 17 UA 102072 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 по потоку, та вхідний отвір в ній, а також сторону, розташовану нижче по потоку, та вихідний отвір в ній, та проходження принаймні частини топкового газу, що виходить зі згаданої камери згоряння, уздовж шляху через згаданий реактор, який відрізняється тим, що згаданий реактор є реактором селективного каталітичного відновлення (SCR) з рухливим шаром, який має протилежні першу та другу границі, які визначають між собою по суті вертикальний прохід для шару каталізатора, при цьому згадана перша границя включає набір жалюзі, а згадана друга границя включає перфоровану плиту, згаданий набір жалюзі містить низку рознесених по вертикалі жалюзі, які є відхиленими від згаданої перфорованої плити, і згаданий набір жалюзі та згадана перфорована плита розташовані на відстані один від одної, тим самим визначаючи між собою згаданий по суті вертикальний прохід для шару каталізатора; при цьому вхідний отвір в стороні кожуха, розташованій вище по потоку, є подібним за розміром площі поверхні сторони першої границі, розташованої вище по потоку, а вихідний отвір в стороні кожуха, розташованій нижче по потоку, є подібним за розміром площі поверхні сторони другої границі, розташованої нижче по потоку; при цьому здійснюють забезпечення шаром частинок каталізатора, які проходять униз через згаданий прохід для шару каталізатора, спрямовуючись протилежними першою та другою границями; а вищевказане проходження принаймні частини топкового газу, що виходить зі згаданої камери згоряння, здійснюють уздовж шляху через згаданий реактор з рухливим шаром, так що він проходить між згаданими рознесеними по вертикалі жалюзі, через згаданий прохід для шару каталізатора, а потім виходить через отвори, передбачені у згаданій перфорованій плиті, та вихідний отвір. 22. Спосіб за п. 21, який відрізняється тим, що нижче по потоку від згаданої камери згоряння відносно шляху згаданого топкового газу розташований повітропідігрівник для того, щоб попередньо нагріти повітря для спалювання перед його надходженням до згаданої камери згоряння завдяки теплообміну зі згаданим топковим газом, при цьому згаданий реактор з рухливим шаром розташований нижче по потоку від згаданого повітропідігрівника відносно згаданого шляху топкового газу. 23. Спосіб за п. 21 або 22, який відрізняється тим, що здійснюють забезпечення набором згаданих реакторів з рухливим шаром, розташованих паралельно відносно шляху згаданого топкового газу, що проходить через них. 24. Спосіб за п. 23, який відрізняється тим, що нижче по потоку від згаданої камери згоряння розташований електрофільтр для видалення частинок, захоплених згаданим топковим газом, та при цьому згаданий набір реакторів з рухливим шаром розташований усередині згаданого електрофільтра. 25. Спосіб за будь-яким з пп. 21-24, який відрізняється тим, що здійснюють доставку частинок відпрацьованого каталізатора, які виходять зі згаданого реактора з рухливим шаром, до обладнання для регенерації для його регенерації, та доставку частинок регенерованого каталізатора зі згаданого обладнання для регенерації назад до згаданого проходу для каталізатора у замкнутому циклі. 26. Спосіб за п. 25, який відрізняється тим, що частинки каталізатора піддають вібрації, коли їх переміщують від згаданого реактора з рухливим шаром до згаданого обладнання для регенерації, від згаданого обладнання для регенерації до згаданого реактора з рухливим шаром або у обох випадках. 27. Спосіб за будь-яким з пп. 21-26, який відрізняється тим, що згадана камера згоряння - це котел, що працює на вугіллі, при цьому згадане паливо включає вугілля. 28. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що здійснюють забезпечення набором згаданих реакторів з рухливим шаром нижче по потоку від згаданого повітропідігрівника та розташування їх паралельно відносно згаданого шляху топкового газу. 29. Спосіб за будь-яким з пп. 21-28, який відрізняється тим, що згаданий топковий газ має температуру у діапазоні 121-177 °C (250-350 °F), коли він проходить через згаданий прохід для шару та контактує зі згаданими частинками каталізатора, та де внаслідок цього відновлюють принаймні 40 % NOX, що є присутнім у згаданому топковому газі. 30. Спосіб за п. 29, який відрізняється тим, що принаймні 40 % елементарного Hg, що є присутнім у згаданому топковому газі, тим самим окиснюють до стану більш високого окиснення. 31. Спосіб за будь-яким з пп. 21-30, який відрізняється тим, що згадані частинки каталізатора включають один або декілька видів частинок, вибраних з групи, яка складається з оксидів звичайних базових металів та солей звичайних базових металів. 32. Спосіб за будь-яким з пп. 21-31, який відрізняється тим, що згадані частинки каталізатора по суті не містять стійкого до сульфатування каталізатора. 18 UA 102072 C2 5 33. Спосіб за будь-яким з пп. 21-32, який відрізняється тим, що у згаданому реакторі з рухливим шаром падіння тиску у топковому газі, що проходить через нього, не перебільшує 4 дюйми (101,6 мм) згідно з водяним манометром. 34. Спосіб за будь-яким з пп. 21-33, який відрізняється тим, що згаданий шар частинок каталізатора переміщують униз через згаданий прохід для шару каталізатора при лінійній швидкості, меншій ніж 30,48 см (один фут) за хвилину. 35. Спосіб за будь-яким з пп. 21-34, який відрізняється тим, що принаймні одна зі згаданих першої та другої границі є дещо відхиленою від вертикалі. 19 UA 102072 C2 20 UA 102072 C2 21 UA 102072 C2 22 UA 102072 C2 23 UA 102072 C2 24 UA 102072 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 25