Способ поглощения газа и система рекуперации тепла

1 Изобретение относится к системам по очистке топочных газов. В частности, изобретение относится к газоочистительным башням мокрого типа для удаления нежелательных загрязнителей воздуха (например, микрочастиц газов,приводящих к кислотному дождю, органических токсинов, запахов и т.п.) из потока топочных газов, производимого промышленными,административными и санитарными (ПАС) бойлерами, в особенности для очистки от окислов азота (NOX). Толчком к разработке экономически эффективной технологии по уменьшению NOX эмиссий от всех стационарных источников сгорания послужило утверждение Американским Конгрессом в 1990 году поправки к Закону о чистом воздухе (ЗЧВ). Недавняя публикация(EPA-453/R-94-022) Агентства по защите окружающей среды (АЗОС) четко оговаривает, что новое расписание по уменьшению NOX относится к ПАС бойлерам (с размером теплоотдачи от 0,4 до 1500 Mbtu/ч), особенно к тем, эмиссия которых превышает 25 тонн NOX в год. Такая годовая эмиссия NOX производится топками,работающими на жидком топливе, производительностью в 5 МВт, или газовыми топками производительностью в 10 МВт. Существует много способов уменьшения эмиссии NOX из существующих бойлеров. Обычно наиболее простыми и экономичными являются модификации процесса горения. Типичными примерами являются: а) переход к топливу с низким содержанием N; б) уменьшение подачи воздуха; в) понижение температуры сгорания путем впрыскивания воды или пара; г) уменьшение времени нахождения в зоне горения; д) рециркуляция и вторичное сжигание всех или части топочных газов; е) установка вторичной камеры сгорания; ж) замена камеры сгорания на новую, с низким NOX выбросом. Прочие технологии по уменьшению выбросаNOX включают в себя ту или иную форму обработки топочных газов. Три основные подгруппы: а) реакция с избирательным катализаторным разложением (ИКР) или с избирательным не катализаторным разложением (ИНКР) междуNOX и аммиаком (мочевиной) до N2; б) мокрая очистка газового потока с участием окислителя(для превращения NO в растворимый NO2) или с применением NO-специфичного абсорбента; в) создание кратковременных, но высоко реактивных свободных радикалов с помощью электрического разряда. Из технологий по переоборудованию, в настоящее время популярных среди владельцев ПАС бойлеров в смысле понижения NOX, тройная модификация, состоящая из перехода к природному газу, установки новой камеры сгорания с низкой NOX производительностью и рециркуляции топочных газов для вторичного сжигания, считается наилучшим вариантом. Тем не менее, избирательное катализаторное разло 000374 2 жение (ИКР) представляет собой единственную технологию по обработке топочных газов, пользующуюся успехом, несмотря на ее высокую установочную стоимость. ИКР технология в настоящее время признается и промышленностью, и АЗОС как наилучшая существующая технология (НСТ), потому что она способна снизить NOX эмиссию бойлеров с газовыми и масляными камерами сгорания на 80%. Стимулируемое NН 3, не катализаторное разложение NOX (ИНКР) приходит на смену ИКР при сжигании угля или топлива с высоким содержанием серы. Главное преимущество ИНКР перед ИКР состоит в том, что оно в два раза более финансово эффективно, хотя редко достигает снижения NOX более чем на 60%. Главным его недостатком является необходимость в высокой температуре топочных газов, в основном выше 800 С. Однако большинство ПАС бойлеров в настоящее время оборудовано экономайзерами, понижающими температуру топочных газов до 300 С или ниже. В настоящее время в значительной части исследований применяются электрические разряды внутри топочных газов, к примеру: пульсирующий коронный разряд, диэлектрический барьерный разряд, тлеющий разряд постоянного тока, электронный луч и т.д. Целью является производство коротко живущих свободных радикалов, спонтанно реагирующих с молекуламиNOX, разлагая большинство из них до N2, при этом не разлагая молекулы СО 2 до СО. Высокая установочная стоимость вместе с предполагаемой высокой стоимостью по уходу и содержанию представляет собой главное препятствие к коммерческому применению этих технологий. Вторая проблема состоит в том, что электрический разряд приводит к образованию ОН радикалов (вместе с O, Н, О 3), которые реагируют с СО и N2, производя NO, что ведет к повышению, а не понижению NOX. Главным недостатком всех вышеперечисленных способов и систем по снижению NOX эмиссий является то, что они требуют либо одноразовых, либо постоянных безвозвратных капиталовложений. Следовательно, есть потребность в более экономичных методах и системах по снижению NOX эмиссий. Создание кислородных радикалов (О илиO3) в процессе окисления желтого фосфора (Р 4) общеизвестно в течение многих лет (ThadSome of its Compounds, Tennessee Valley Authority, Wilson Dam, Alabama, Chem. Eng. Report8,1950, J.R. Van Wazer, Phosphorus and its Compounds, Interscience, New York, 1958). Введение Р 4 в разбрызгиваемую струю мокрого скруббера с целью окисления NO до NO2 в струе топочных газов от бойлера было предложено S.G.Chang иG.C.Liu (Nature, 343:151-3, 1990). Исходя из результатов лабораторных испытаний, авторы(S.G.Chang and D.K.Lee, Environmental Prog., 3 11:66-73, 1992) указали на экономическую целесообразность понижения NOX эмиссии при помощи P4 индуктированного превращения NO вNO2 в мокром скруббере, в особенности если стоимость может быть возвращена маркетингом фосфатов, уловленных скрубберной жидкостью. Однако перевод указанных лабораторных испытаний в промышленное применение невозможен без преодоления многочисленных серьезных инженерных проблем. P4 является высоко реактивным веществом. Обращение с ним, а также его хранение всегда требуют герметичности, т.е. изоляции от воздуха, что представляет собой инженерную проблему при обработке потока относительно большого количества газов. Более того, для формирования жидкость/жидкость эмульсии между Р 4 и водой температура распыленной струи никогда не должна быть ниже 45 С. Местонахождение P4/NO взаимодействия в струе скруббера, предложенное Чанг и соавторами, создает трудности для полной изоляции всех нежелательных продуктов реакции, например озона и окислов фосфора. Более того, P4/NO взаимодействие в жидкостно-газовой среде мокрого скруббера создает трудности по достижению оптимального молярного P/N соотношения, необходимого для достижения экономической эффективности. Другие проблемы с предложенным введением Р 4 в жидкую струю мокрого скруббера состоят в том, что резервуар на дне скруббера не может содержать избыток P4,если этот резервуар должен подвергаться чистке или фильтрованию, и что эффективность реакции между кислородными радикалами и NO молекулами зависит от времени нахождения реактивов в оросительной башне. И последнее,реакции между P4 и NO вероятнее всего происходят в испарительной фазе. Отсюда, введение фосфора в жидкую струю скруббера будет нежелательно по многим причинам. Эти проблемы преодолеваются при помощи метода и системы (в соответствии с изобретением), где P4/NO взаимодействие происходит в коллекторе топочных газов до мокрого скруббера и независимо от остальных ступеней мокрой очистки. Это перемещение места реакции и ее отделение позволяют: а) максимализировать безопасность по отношению к хранению и обращению с Р 4; б) оптимизировать P4/NO взаимодействие в испарительной фазе; в) удерживать все побочные продукты. Более того, метод и система (в соответствии с изобретением) предусматривают дальнейший экономичный контроль загрязнения воздуха путем комбинирования мокрой очистки с вторичным использованием тепла выбрасываемых газов. Следовательно, очистительная система (в соответствии с изобретением) совмещает стимулируемое озоном окисление NO до NO2 с мокрой очисткой и восстановлением тепла. Конечным результатом является исключительная модификационная 4 система по защите окружающей среды, которая способна удалить более 80% NOX газов, около 95% SO2, 99% частиц и которая при надобности также позволяет восстановление и утилизацию энергии. Предметом настоящего изобретения является обеспечение системы понижения NOX эмиссий и метода, который преодолевает вышеупомянутые технологические и экономические проблемы. Другим предметом настоящего изобретения является обеспечение системы пониженияNOX эмиссии и метода, который совмещает это понижение с утилизацией выбрасываемого тепла. Кроме того, следующим предметом изобретения является полный контроль загрязнения окружающей среды и система по использованию выбрасываемого тепла, позволяющая непрерывное удаление SOX и частиц, а также дающая возможность возмещения соответствующих капиталовложений. Итак (в соответствии с изобретением), система для понижения содержания NOX в топочных газах включает в себя: установку для приготовления Р 4 в водной жидкость/жидкость эмульсии, приспособление для впрыскивания дозируемого количества эмульсии в мелко распыленном виде в топочные газы; средства для удаления NO2 и окислов фосфора из топочных газов. Установка для удаления расположена в определенном месте, находящемся дальше, по движению струи от установки по впрыскиванию. Таким образом фосфорно-ускоренное окисление NO в топочных газах, стимулируемое впрыскиванием эмульсии, в значительной степени завершено до удаления NO2. Предпочтительным средством для удаления является газоочистительная башня мокрого типа, а предпочтительным средством для впрыскивания - распылительная форсунка, расположенная в потоке топочных газов в определенном месте до скрубберной башни, так чтобы фосфорно-ускоренное окисление NO в топочных газах, стимулируемое впрыскиванием эмульсии, в значительной степени было завершено до контакта между топочными газами и водным раствором скрубберной жидкости в башне. Предпочтительно, чтобы установка для приготовления Р 4 в водной эмульсии включала в себя: подогреваемую водяную баню, для растапливания твердого фосфора, хранящегося в контейнере, который должен быть полностью погружен в воду для предотвращения контакта между фосфором и воздухом; эмульсионный танк, герметически изолированный от окружающей среды, способ доставки разжиженного фосфора из контейнера в эмульсионный танк; приспособление для подмешивания разжиженного фосфора к воде в эмульсионном танке в предопределенном соотношении. В предпочти 5 тельном варианте система дополнительно включает в себя установку для промывки разжиженного Р 4 раствором двухромовой кислоты для удаления следов загрязнения. Предпочтительно, чтобы очистительная башня включала в себя отстойник для сбора использованной скрубберной жидкости и сеть для кондиционирования скрубберной жидкости и отбора тепловой энергии, перенятой этой жидкостью от топочных газов. Следующий аспект изобретения приводит метод по снижению содержания NOX в топочных газах, состоящий из следующих ступеней: приготовление P4 в водной жидкость/жидкость эмульсии,впрыскивание дозированного количества эмульсии в мелко распыленном виде в топочные газы в предопределенном месте; удаление NOX из топочных газов дальше по течению и на расстоянии от предопределенного места. Это расстояние выбирается таким образом, чтобы фосфорно-ускоренное окисление NO в топочных газах, стимулируемое путем впрыскивания эмульсии, в значительной степени было закончено до удаления NO2. Топочные газы предпочтительно вступают в контакт с водным раствором скрубберной жидкости с целью удаления NO2 и окислов фосфора. Эмульсия преимущественно готовится путем нагревания твердого P4 в водяной бане для предотвращения контакта между фосфором и воздухом и подмешивания разжиженного Р 4 к воде в предопределенном соотношении в атмосфере N2. Следующий аспект изобретения обеспечивает систему по снижению содержания NOX в топочных газах, которая включает в себя: очистительную башню мокрого типа, оборудованную камерой по обработке топочных газов; устье для введения потока топочных газов в очистительную камеру; оросительную камеру для впрыскивания скрубберной жидкости в поток топочных газов в очистительной камере; отстойник для сбора использованной скрубберной жидкости и вытяжное устройство для обработанных топочных газов. Система для впрыскивания фосфорной эмульсии включает в себя установку для приготовления Р 4 в водной жидкость/жидкость эмульсии и устройство для впрыскивания дозированного количества эмульсии в мелко распыленном виде в топочные газы до их попадания в очистительную башню. Устройство для впрыскивания должно находиться в заданном месте до устья для входа дымовых газов, чтобы ускоренное фосфором окисление NO в топочных газах в значительной степени было завершено до того, как они вступят в контакт со скрубберной жидкостью в башне. Другие аспекты и преимущества изобретения станут очевидны из последующего детального описания предпочтительного варианта на примере. Ссылки сделаны к чертежам, где 6 фиг. 1 является схемой предпочтительного варианта установки по снижению NOX эмиссий в соответствии с изобретением; фиг. 2 - скелетной схемой, иллюстрирующей взаимодействие компонентов, указанных на фиг. 1, с добавкой всего дополнительного оборудования, относящегося к наблюдению и контролю за основными переменными, с целью достижения максимальной эффективности,безопасности и удержания; фиг. 3 - увеличением детали А на фиг. 1; фиг. 4 - увеличением детали Б на фиг. 1. Детальное описание предпочтительного варианта В предпочтительном варианте, проиллюстрированном схематически на фиг. 1, установка (в соответствии с изобретением) включает в себя систему 10 для хранения и впрыскивания фосфора и систему 50 для мокрой очистки и вторичного использования выбрасываемого тепла. Система для хранения и впрыскивания фосфора состоит из станций А и Б для хранения и эмульгирования и установки В для впрыскивания фосфорной эмульсии, которая будет более детально описана ниже с ссылками на фиг. 3 и 4 соответственно. Установка 50 по мокрой очистке и вторичному использованию выбрасываемого тепла включает в себя мокрую скрубберную башню 52 и сеть 54 для кондиционирования скрубберной жидкости и восстановления тепла. В предпочтительном процессе (в соответствии с изобретением), который проиллюстрирован в блок-схеме на фиг. 2, Р 4 в водной жидкость/жидкость эмульсии впрыскивается в поток топочных газов при помощи инъекционной установки В. Впрыскивание происходит до входа в мокрую скрубберную башню 52, и точное место впрыскивания выбирается таким образом,чтобы фосфорно-ускоренное окисление NO в топочных газах в значительной мере было завершено до вступления их в контакт со скрубберной жидкостью. Расстояние от места впрыскивания до скрубберной башни 52 рассчитывается, исходя из скорости потока топочных газов в месте впрыскивания и времени, требуемого для окисления соответствующего количестваNO, присутствующего в топочных газах. Это время может быть определено по данным,имеющимся в соответствующей литературе. Скрубберная башня 52 отбирает от топочных газов растворимые в воде газы (в том числе кислотные газы и газы, приводящие к парниковому эффекту), частицы и функционирует как теплообменник с непосредственным контактом газа к жидкости. Основной скрубберной жидкостью предпочтительно является химически обработанная и рН сбалансированная вода, которая подается в башню 52 сверху через распылительные форсунки 58. Скрубберная жидкость затем продвигается к низу башни 52 по сконструированному внутреннему руслу 60 (Glitsch, 7Canada), которое обладает большой поверхностью для эффективной теплопередачи и передвижения массы. Скрубберная жидкость собирается в грязеотстойнике 62 в основании башни 52. Горячие топочные газы запитываются в башню 52 над грязеотстойником через устье 72 и продвигаются вверх навстречу движущемуся вниз потоку скрубберной жидкости. Температура жидкости подбирается таким образом, чтобы позволить конденсацию водяных паров. В свою очередь, это позволяет передачу латентного и физического тепла от топочных газов к скрубберной жидкости. Подогретая скрубберная жидкость перекачивается из отстойника 62 в теплообменник 64 (Nixon-Vicarb, Newmarket, Ontario). В процессе прохождения жидкости через теплообменник она охлаждается перед рециркуляцией обратно к распылительным форсункам 58 наверху башни 52. В то же самое время охлаждающая жидкость, также циркулирующая через теплообменник 64, подогревается в той же степени, в которой скрубберная жидкость охлаждается. Подогретая охлаждающая жидкость может потом использоваться для отопления котельной или других зданий, для приготовления горячей сетевой воды и т.п. Избыток энергии в охлаждающей жидкости, не использованный в отопительной котельной и в процессе очистки, например, для подогрева фосфора,как будет детально описано ниже, может быть реализован промышленным или гражданским потребителем. Со временем это позволяет возмещение всех или, по крайней мере, значительной части расходов по приобретению и оперированию скрубберной установкой. Отсюда, восстановление тепла (в соответствии с изобретением) создает значительное экономическое преимущество системы перед общепринятыми методами очистки топочных газов, и особенно перед системами по снижению NOX, которые не позволяют амортизацию расходов по приобретению, установке и содержанию посредством продажи восстановленной энергии. Вытяжной вентилятор 68 с переменной скоростью, расположенный на вытяжной трубе 70 из башни 52,автоматически контролируется для регулировки потока через башню, соответственно поддерживая статическое давление и требуемые параметры функционирования бойлера. Скрубберная башня 52 обычно устанавливается на небольшом расстоянии от существующей дымовой трубы, чтобы топочные газы могли быть самым удобным и экономичным образом перенаправлены от основания трубы(не показанной) до устья башни 72. Скрубберная башня 52 рассчитана на получение полного объема вытяжного потока, изъятие максимального количества физического и латентного тепла в процессе охлаждения газов, предпочтительно до 38 С, и на удержание частиц SO2 иNO2. Эффективность теплообмена и транспортировки зависит от: размера поверхности со 000374 8 прикосновения в скрубберной башне между газами и жидкостью; температурных градиентов встречных потоков (уменьшающийся кверху для газов, увеличивающийся книзу для жидкости); выбора и поддержания соотношения жидкости к газу; выбора и поддержания конечной вытяжной температуры; выбора буфера, избранного для регулировки рН и температуры скрубберной жидкости. Оптимизация регулирования выброса в атмосферу загрязняющих веществ и процесса восстановления тепла достигается при помощи системы наблюдения и регулировки, которая включает в себя: датчики давления и температуры 74, 76; рН датчик 78Tech. Inc., Mississauga, Ontario) в линии скрубберной жидкости 54; центральный контроллер 82 и регулировочный насос буферной жидкости 84. Датчики 74, 76 и 78 электрически подсоединены при помощи соответственных проводников 74 а, 76 а и 78 а к контроллеру 82 для сигнализации состояния соответствующей переменной. Контроллер 82, в свою очередь, электрически соединен с вытяжным вентилятором 68,циркуляционным насосом 81 и регулировочным насосом 84, посредством соответствующих проводников 66 а, 81 а и 84 а, для регулировки потока топочных газов, пропускной способности сети 54 по кондиционированию скрубберной жидкости и восстановлению выбрасываемого тепла, температуры и рН скрубберной жидкости, подаваемой распылительными форсунками 58, соответственно параметрам, заложенным в контроллер. Регулировка производительности сети 54 также может осуществляться при помощи электрического модулирующего вентиля 75(Base Controls, Nepean, Ontario), соединенного с контроллером посредством проводника 75 а. Многоступенчатые теплообменники 64 (не показанные) могут быть смонтированы в сочетании с установкой по доставке скрубберной жидкости (не проиллюстрировано) таким образом,чтобы всегда имелся в распоряжении аккумулятор тепла достаточной емкости для передачи энергии, аккумулирующейся в скрубберной жидкости. Далее, для оптимизации удаления частиц и растворимых компонентов из топочных газов температура и количество скрубберной жидкости, впрыскиваемой в топочные газы,регулируются таким образом, чтобы конечная температура на вытяжке была ниже точки росы(ниже 50 С). Это позволяет улавливать оба вида тепла из топочных газов: латентное и физическое. Отстойник 62 при скрубберной башне принимает распыленную жидкость и водяные пары, конденсирующиеся из топочных газов. Жидкость в отстойнике 62 также содержит все уловленные частицы и растворенные газы, которые были превращены в кислоты, а затем нейтрализованы буфером в скрубберной жидкости. Отстойник обеспечивается предварительно 9 обработанной водой 86 и предпочтительно, чтобы он был оборудован стандартным автоматическим шаровым поплавковым клапаном 88 для контроля уровня жидкости. Тем не менее, из-за конденсации водяных паров, присутствующих в потоке топочных газов, в отстойнике обычно имеется избыток воды по сравнению с требованиями для рециркуляции скрубберной жидкости. В основном поэтому некоторое количество жидкости сливается либо постоянно, либо периодически в дренаж через дренажные клапаны 90. В предлагаемом варианте это может быть осуществлено либо до, либо после очистки и/или фильтрации скрубберной жидкости при помощи фильтра 92 (ЕМСО Process Equipment,Mississauga, Ontario). Щелочная буферная жидкость, регулирующая рН скрубберной жидкости 98 регулировочным насосом 84, который электрически соединен с центральным контроллером 82 проводником 84 а. Танк для хранения 98 оборудован смесительным устройством 100 для постоянного или периодического перемешивания буферной жидкости в зависимости от используемой буферной жидкости. Предпочтительными буферными инградиентами являютсяNa2, СО 3 и/или NаНСО 3, которые хранятся в водном растворе в танке для хранения буферной жидкости. Предварительно обработанная вода может быть подведена к танку буферной жидкости 98 по трубопроводу обработанной воды 94, оборудованному клапаном 96. На линии очистительной жидкости 54 предусмотрен байпас 102, который позволяет ремонт и обслуживание фильтра 92 и регулировку подачи скрубберной жидкости. Скрубберные башни мокрого типа такой принципиальной конструкции и функционирования используются для очистки топочных газов от различных котельных (Tilsonburg DistrictPlant, Gatineau, PQ) с производительностью от 20 до 60 Mbtu/ч. Все они восстанавливают и утилизируют выбрасываемое тепло. В смысле охраны окружающей среды, в общем, эти очистительные системы удаляют более 95% частиц и практически все SOX газы, но только до 50%NOX газов. Настоящее изобретение позволяет улучшить эти характеристики путем добавления установки по хранению и впрыскиванию фосфора.NOX газ состоит из N2O, NO и NO2. Удержание последних скруббером зависит от их растворимости в воде и легкости трансформации(при помощи химических реакций) в водной фазе. NO является наименее, a NO2 - наиболее растворимыми из трех газов, составляющихNOX. При температуре газов в коллекторе 300 С и выше N2O спонтанно превращается в N2 в самом начале процесса и поэтому почти не достигает скруббера. При температуре 300 С NOX 10 почти на 90% состоит из NO. Однако до скруббера NO может быть в пределах 50-60% вследствие медленного, но спонтанного его окисления до NO2.(I) 2NO + O22NO2 Степень превращения зависит от содержания О 2 свободного радикала О, содержания СО,температуры и длины коллектора между бойлером и скрубберной башней 52. Попав в раствор, NO2 относительно легко гидрализуется, формируя нитрит и нитритные ионы, как указано в реакции (II).(II) 2NO2 + Н 2 ОNO2 + NO3 + 2 Н+ особенно при наличии буфера, предназначенного для удаления Н+ ионов. Небольшое количество NO, растворенного в скрубберной жидкости,может реагировать с NО 2, образуя нитриты и нитраты, как показано ниже:N2O4+ H2ONO2 + NО 3 + 2H+ Теоретические расчеты показывают, что до 90% всего NOX может быть удалено мокрой очисткой, если он весь будет поступать в скрубберную башню в виде NO2. Чанг и Ли (1992) уже продемонстрировали, что окисление NO доN02 внутри скруббера ускоряется при наличииP4 в области реакции. Ниже приведена цепь предполагаемых реакций:(IVв) где n может принимать значения от 1 до 9. Предполагается, что эти реакции протекают главным образом в паровой фазе. Поэтому добавление P4 в струю скрубберной жидкости в башне, как предполагают Чанг с соавтором, является недостатком. Для максимализации эффективности этих реакций (в соответствии с настоящим изобретением) место их протекания перенесено в коллектор перед скруббером, где существующая температура гарантирует относительно высокое давление паров P4. В температурном интервале от точки плавления (44 С) до кипения (280 С) парциальное давление паров P4 увеличивается экспоненциально от 0,000233 до 1,0 атмосферы. Температура в коллекторе до скруббера обычно находится в интервале от 480 до 180 С. При температурах выше 280 С тетраэдр Р 4 превращается в менее реактивный красный (аморфный) фосфор. Поэтому оптимальный диапазон температур для цепных реакций (IV) находится между 180 и 280 С. Участки системы (10) для обработки и впрыскивания фосфора спроектированы для хранения, разжижения, разбавления, эмульгирования, доставки в коллектор и распыления водной Р 4 жидкость/жидкость эмульсии. Эти участки схематически представлены как аппаратные узлы А, Б и В на фиг. 1. Увеличенное изображе 11 ние узлов А и Б представлено на фиг. 3 и 4 соответственно. Белый фосфор имеется в свободной продаже (Brander's, Baltimore, MD) в 250 кг запечатанных металлических бочках 12 (см. фиг. 3),содержащих по 200 кг твердого фосфора 14 под 20 кг слоем воды 16 (плотность твердого фосфора P4 равняется 1,828 г/см 3). В целях избежания производственных травм перед снятием резьбовой наполнительной пробки с металлической бочки 12 для подключения трубопроводов,подключающих узлы А и Б, бочка должна быть полностью погружена в водяную баню 18. Кроме гарантии отсутствия контакта между фосфором и воздухом (при подключении трубопроводов), водяная баня 18 также служит для подогрева Р 4 выше точки плавления(44,1 С). С этой целью водяная баня 18 содержится при постоянной температуре 50-55 С. Горячая вода с температурой 55 С подается в бак 22 с одной стороны снизу, через впускной клапан 19, и отводится с противоположной стороны через выпускной клапан 20, расположенный у верхнего края бака. Ввод и отвод из водяной бани предпочтительно должны быть приварены к баку 22 под таким углом, чтобы обеспечить циркуляцию в водяной бане 18. Насос (не показанный) гарантирует необходимое снабжение подогретой водой. Водяная баня 18 может быть изготовлена достаточно большой, чтобы вместить несколько металлических бочек 12,число которых будет зависеть от количества потребления Р 4. Энергия для подогрева водяной бани 18 поступает от теплообменника, питаемого паром или встроенного в теплообменную сеть 54 (см. фиг. 1). При необходимости, разжиженный Р 4 предпочтительно промывается раствором двухромовой кислоты для удаления примесей (As и масла). Этот раствор подается через трубу моющего раствора 24 и четырехходовой клапан 26. Жидкий Р 4 подается с предопределенной скоростью из бочки 12 в эмульгирующий узел Б с помощью передаточной трубы 27, четырехходового клапана 26 и стояка 29 посредством вытеснения его водой, нагнетаемой в бочку объемным регулировочным насосом 28 (Pump TechInc., Mississauga, Ontario) и трехходовым клапаном 30 для обеспечения эмульгирующего узла предопределенным постоянным количеством P4. Горячая промывочная вода может подаваться к бочке 12, стояку 29, передающей трубе 27, 3-х и 4-х ходовым клапанам 30 и 26 через трубопроводы промывочной воды 32 для вымывания из системы затвердевшего Р 4. При наличии второй трубопроводной системы переключение на другой бак 12 может быть произведено быстро и эффективно. Увеличенное изображение герметичного эмульгационного узла Б представлено на фиг. 4. Жидкий Р 4 и вода закачиваются в эмульга 000374 12 ционный бак 34 с предопределенными скоростями, рассчитанными на получение и поддержание постоянной Р 4/вода скорости разбавления(например: около 1:100 при скорости NOX эмиссии 300 ppm частиц в мил.), и эмульгируются в нем посредством стандартного смесителя 38. Не обогреваемая передаточная труба 27 (см. фиг. 3) от водяной бани 18 (50 С) к эмульгационному баку 34 (70 С) теплоизолирована для предотвращения ее охлаждения ниже температуры затвердевания P4 (45 С). Передаточная труба 27 подведена к эмульгационному баку таким образом, что выливной конец Р 4 36 расположен непосредственно над перемешивающей лопастью 37 смесителя 38 для предотвращения оседания тяжелого не смешиваемого фосфора и гарантии немедленного эмульгирования обоих жидкостей. Температура эмульсии 39 поддерживается предпочтительно на уровне 70 С посредством стандартного погруженного нагревателя 35. Р 4/водная эмульсия 39 транспортируется с заранее установленной скоростью посредством стандартного регулировочного насоса 40 (PumpTech Inc., Mississauga, Ontario) к распылительной форсунке 41, расположенной в потоке топочных газов внутри заборного коллектора 51,идущего к мокрой скрубберной башне 52 (см. фиг. 1). Эмульсия мгновенно распыляется форсункой 41 в микрокапли (60 м диаметром) при помощи сжатого воздуха (или пара), подводимого к этой же форсунке 41, тем самым способствуя выносу микрокапель в поток топочных газов. Сжатый воздух производится стандартным воздушным компрессором (не показанным) в соответствии со спецификацией изготовителя форсунки. Выбор распылительной форсунки 41 зависит от желаемой геометрии струи (углового расстояния, ширины, профиля сечения). Форсунки с несколькими распылительными отверстиями имеются в свободной продаже (TurboSonic Inc. Waterloo, Ontario). Они производят любой профиль струи (круглый, квадратный,прямоугольный), с любым комплектом размеров. Таким образом профиль струи может быть точно подобран к размерам любого газового коллектора. При выборе распылительной форсунки следует принять во внимание следующие переменные: а) желаемый расход и температуру Р 4/водной эмульсии 39; б) скорость и температуру потока топочных газов в коллекторе 51,определяемых датчиками скорости и температуры 44 и 45; в) давление сжатого воздуха (или пара), подводимого к форсунке 41; г) количество, размер, форму и группировку отверстий в форсунке. Производительность регулировочного насоса 40 непосредственно на выходе из него контролируется центральным контроллером 82 посредством проводника 40 а для поддержания соответствующего соотношения между скоростями жидкости, поступающей в эмульгационный бак 34 и вытекающей из него. Необходимо особенно избегать создания отрицательного давления в эмульгационном баке 34, поскольку это способствует попаданию воздуха в случае неполадок оборудования (например, течь в насосных и клапанных уплотнениях). В качестве предохранительной меры часть эмульгационного бака непосредственно над эмульсией 39 заполнена азотом (N2) при небольшом избыточном давлении. Стандартный модулирующий клапан 45 установлен на линии между эмульгационным баком 34 и N2 баком 43 и запрограммирован на открытие, если давление падает до нуля, и на закрытие при достижении небольшого избыточного давления. Исходя из вышеописанных цепных реакций (IV), становится очевидным, что тетраэдр молекулы Р 4 имеет потенциал к образованию 10 кислородных радикалов, которые, в свою очередь, обладают потенциалом к окислению 10 молекул NO. Таким образом, наилучшее P/N молярное соотношение можно ожидать как 0,4. Такое теоретически оптимальное соотношение может быть достигнуто, когда полупериод жизни (t1/2) О радикала (О или O3) является таковым, что он существует достаточно долго, чтобы успеть столкнуться с молекулой NO. Значения t1/2, приведенные ниже в таблице, иллюстрируют зависимость выживаемости озона от его температуры и концентрации (Kirk Othmer, "Encyclopedia of Chemical Technolodgy", John WileySons, 2nd ed. Vol. 14; 410-416, 1967). Таблица Некатализаторное термическое разложение озона вO3/О 2% по весу Температура С К 150 1,40 200 0,030 250 0,00133(t1/2) = 150 К/(% по весу), Начальная концентрация озона 0,5 0,1 Полупериод жизни где К представляет собой сложную функцию температуры и декомпозиционной постоянной(k) O3 к О 2. Пример. Система (в соответствии с изобретением) может быть использована для бойлера с производительностью 100 Mвtu/ч, выбрасывающего поток топочных газов в размере 21000 фут 3/Mbtu с температурой 200 С, содержащий 4% O2 и 300 частиц в мил. NOX (90% в видеNO). Из этой информации можно получить общий объем потока 583 фут 3/с, содержащий NO в количестве 0,16 фут 3/с (F.D.Friedrich(объемный поток), образованного в потоке топочных газов, должно быть, по крайней мере, 14 равным содержанию NO (объемный поток). Используя коэффициент пересчета 0,73 моль/фут 3 при 200 С, требуемое содержание озона (и NO) получается равным 0,115 моль/с. Используя P/N молекулярное соотношение 0,4, получается, что Р должен впрыскиваться в поток топочных газов со скоростью 0,05 моль/с. Фосфорная эмульсия 39 впрыскивается форсункой 41 (1% Р 4/водная эмульсия) и распыляется сжатым воздухом, создавая поток, равный 20 фут 3/мин при манометрическом давлении 600 фунт/дюйм 3 (TurboSonic Inc. instructions). Впрыснутый мелкораспыленный объем,приблизительно равный 12 фут 3/с, создает около 2% увеличение в потоке топочных газов. Водяные пары составляют большую часть нового объемного потока. После впрыскивания Р 4/водной эмульсии содержание O2 в топочном газе (объемный поток) будет (0,04) (583) фут 3/с. Поскольку содержание озона равно 0,16 фут 3/с,отношение О 3/О 2 (весовое) приблизительно равно 1,0%. При таком О 3/О 2 отношении полупериод жизни озона (t1/2) при 200 С должен быть 4,5 с в соответствии с табл При скорости потока в коллекторе 51, равной 30 фут/с, и 15 фут/с, в скрубберной башне 52 (основанной на геометрии) и если Р 4/водная эмульсия 39 впрыскивается на расстоянии приблизительно 20 футов до устья 72 при длине рабочей зоны скрубберной башни 52 около 25 футов, общее время пребывания, в течение которого протекают Р 4/O2/О 3/NО реакции (IV), будет составлять 2,3 с (около 0,7 с в коллекторе 51 и 1,6 с в башне 52). В соответствии с пробными экспериментами, проведенными Чанг и Ли (1992), до 90%NOX было поглощено как NO3 при времени контакта между NO и P4 (только в скрубберной камере), составляющем приблизительно 1,2 с. Без сомнения, скоростные ограничения в цепных реакциях (IVa-в) в их экспериментах должны рассматриваться с позиции относительно низкой жидкость/газ площади поверхности соприкосновения и относительно низкого парциального давления Р 4, достигаемого при 80 С. В предпочтительном варианте (в соответствии с изобретением) образование микрокапель помогает увеличить площадь жидкость/газ поверхности соприкосновения. Также, поскольку температура в месте распыления будет около 200 С, можно ожидать достижения гораздо более высокого парциального давления Р 4 для взаимодействия с O2 и создания озона (IVа,IVб). Поэтому цепные реакции (IV) должны закончиться в гораздо более короткое время,чем наблюдалось Чанг и Ли (1992). В предпочтительном варианте изобретения реакция между Р 4 и NO2 будет завершена приблизительно в течение 1 с, т.е. до того, как топочный газ вступит в контакт со скрубберной жидкостью. В течение этого периода времени можно ожидать некоторого разложения О 3 в соответствии с 15 простым уравнением экспонентного затухания(O3)t/(O3)0 = exp (-kt). Используя это уравнение и при полупериоде жизни 4,5 с, взятому из табл.(при 200 С), можно вычислить, что только около 14% О 3 распадается в течение первой секунды до его взаимодействия с NO. Следовательно,большая часть NO в топочных газах будет превращена в NO2 до попадания этих газов в скрубберную башню 52, т.е. до вступления их в контакт с буферной жидкостью, стремящейся вниз по арматуре башни. Когда скрубберная башня 52 рассчитана на утилизацию до 90% тепловых отходов от топочных газов, она обладает достаточной пропускной способностью скрубберной жидкости,чтобы уловить более растворимые газы (NO2,SO2) и органические вещества, особенно когда топливом является природный газ. Сопутствующая абсорбция P4O10 скрубберной башней 52, гидролиз его в фосфорную кислоту и ее нейтрализация буфером, циркулирующем в скрубберной жидкости, не должны вызывать значительных отклонений от стандартных оперативных и проектировочных принципов общепринятых мокрых скрубберов. Лучшей защитой от излишнего выброса О 3 и Р 4O10 в атмосферу является тщательный подбор количества впрыскиваемого Р 4 к содержанию NO. Уровень озона постоянно контролируется при помощи озонового датчика 46, расположенного на вытяжке 70 из скрубберной башни 52. NO, О 2, СО и NO2 постоянно контролируются газовым датчиком 47, расположенным в непосредственной близости перед местом впрыскивания P4. Сигналы от этих датчиков направляются в центральный контроллер 82 посредством электрических проводников 46 а и 47 а. Контроллер 82, в свою очередь, управляет модуляционными устройствами (регулирующим насосом 40, воздушным компрессором) в системе впрыскивания Р 4 в соответствии с заранее избранным соотношением P4 к NO, хранимым в памяти контроллера. Содержание озона в вытяжной трубе 70 является хорошим индикатором избытка P4, а следовательно и P4O10, так как продолжительность существования О 3 значительно возрастает с понижением его концентрации и с понижением температуры (табл.). Содержание Р 4O10 в вытяжной трубе 70 будет меньше, чем избыток Р 4O10, определенный при помощи стехиометрии(IV), поскольку растворимость Р 4O10 лучше, чем растворимость O3. Отсюда скорость абсорбции Р 4O10 в скрубберной жидкости по сравнению с О 3 будет выше. Реакция Va демонстрирует гидролиз последнего (остальные подобны) окисла фосфора после его поглощения в жидкой фазе. Р 4O10 + 6H2O4H3PO4(Va) Поскольку скрубберная жидкость будет содержать щелочной буфер, большая часть 16 Н 3 РO4 будет в форме H2PO4. Заранее подобранное количество извести, хранимое в химическом танке (не показанном), будет добавлено в 48 к скрубберной жидкости в осветляющем фильтре 92 для выборочного удаления из раствора Н 2 РO4 как очень плохо растворимый фосфат кальция (Vб). 2 Н 2 РO4 + 3 Са(ОН)2 Са 3(РО)2 + 4 Н 2O + 20 Н Фосфат кальция может быть реализован,например, для предприятий, производящих удобрения, что будет способствовать дальнейшему возмещению производственных затрат. Изменения и модификации в конкретно описанных конструктивных решениях могут быть внедрены без отступления от сферы изобретения, намеренно ограниченной только сферой нижеизложенных утверждений. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ уменьшения содержания NOх в топочных газах, в котором готовят эмульсию(39) жидкого P4 в воде с заданным соотношением Р 4/вода; производят мелкое распыление дозированного количества эмульсии в топочных газах в месте впрыскивания, после чего начинается процесс окисления Р 4 и NO в паровой фазе топочных газов при температуре приблизительно в интервале от 180 до 280 С; удаляют NO2 из топочных газов на заданном расстоянии после места впрыскивания посредством обработки топочных газов в ступени мокрой очистки, причем расстояние задается таким образом, чтобы окисление P4 и NO было значительно разделено по времени и месту от ступени мокрой очистки. 2. Способ по п.1, где приготовление эмульсии (39) включает операции нагрева твердого P4 (14) в водяной бане (18) (для предотвращения контакта фосфора с воздухом) до температуры, превышающей точку плавления фосфора, и смешивания разжиженного P4 с водой в заданном соотношении в атмосфере N2. 3. Способ по п.1, где эмульсию распыляют в виде микрокапель со средним диаметром 60 мкм или меньше. 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, где дозированное количество эмульсии(39) и заданное соотношение Р 4/вода подобраны таким образом, что объемный поток О 3 в топочных газах, созданный окислением P4 в парообразной фазе, по меньшей мере, равен объемному потоку NO в топочных газах. 5. Способ по п.4, где заданное соотношение Р 4/вода равно 1/100. 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, где температура в месте распыления эмульсии составляет около 200 С. 7. Аппарат для уменьшения содержанияNOX в топочных газах в коллекторе (51), включающий средства для приготовления эмульсии(39) жидкого Р 4 в воде с заданным соотношением Р 4/вода; средства для мелкого распыления 17 дозированного количества эмульсии (39) в коллекторе (51) топочных газов в месте впрыскивания; средства для регулировки температуры топочных газов (если требуется) в начале коллектора (51), в непосредственной близости до места впрыскивания, для начала окисления Р 4 иNO в паровой фазе топочных газов при температуре приблизительно в интервале от 180 до 280 С; средства мокрой очистки, соединенные с коллектором (51), для удаления NO2 из топочных газов, расположенные на некотором расстоянии после места впрыскивания, причем длину коллектора (51) между местом впрыскивания и средствами для удаления NO2 выбирают таким образом, что окисление P4 и NO значительно отделено во времени и пространстве от ступени мокрой очистки. 8. Аппарат по п.7, где средством для удаления служит скрубберная башня (52) мокрого типа и средством для впрыскивания служит распылительная форсунка (41), расположенная в коллекторе (51) топочных газов, причем форсунка имеет форму и конструкцию, обеспечивающую распыление эмульсии (39) в виде микрокапель со средним диаметром, равным 60 мкм или меньше, для распыления эмульсии (39). 9. Аппарат по п.7 или 8, дополнительно включающий средства измерения температуры и содержания NO в топочных газах в месте впрыскивания; средства для приготовления жидкой эмульсии (39), включая средства для управления смешиванием для поддержания соотношения Р 4/вода; центральный контроллер(82) для автоматического управления средствами смешивания и средствами для распыления с целью оптимизации соотношения Р 4/вода и дозируемого количества эмульсии (39) в соответствии с температурой и содержанием NO, измеренных средствами контроля. 10. Аппарат по п.9, дополнительно включающий средства для наблюдения за вытяжной магистралью с целью обнаружения содержанияP4 и О 3 в топочных газах на вытяжке (70) из скруббера, причем эти средства соединены с 18 центральным контроллером для автоматического регулирования соотношения Р 4/вода и/или дозируемого количества, когда P4 и/или О 3 обнаружены в вытяжной трубе (70). 11. Аппарат по любому из пп.7-10, где средства для приготовления P4 в водной эмульсии (39) включают в себя: подогреваемую водяную баню (18) для расплавления твердого фосфора (14), хранящегося в контейнере, полностью погруженном в воду для предотвращения контакта между фосфором и воздухом; эмульсионный бак (34), защищенный от окружающей среды; средства для доставки разжиженного фосфора из контейнера в эмульсионный бак(34); средства для подмешивания разжиженного фосфора к воде в заранее установленном соотношении в эмульсионном баке (34). 12. Аппарат по п.11, где средства для приготовления P4 в водной эмульсии (39) дополнительно включают в себя средства для промывки разжиженного фосфора P4 раствором двухромовой кислоты для удаления следов примесей. 13. Аппарат по п.9, где скрубберная башня(52) включает в себя отстойник (62) для сбора отработанной скрубберной жидкости и контур для кондиционирования скрубберной жидкости и восстановления из нее тепловой энергии, поглощенной этой жидкостью из топочных газов,и испаренной водной фазы эмульсии (39). 14. Аппарат по п.13, где скрубберная башня (52) включает в себя камеру для обработки топочных газов; устье для введения топочных газов в камеру обработки; оросительное устройство для введения скрубберной жидкости в поток топочных газов в камере обработки; отстойник (62) для сбора отработанной скрубберной жидкости; контур для рекондиционирования скрубберной жидкости, рециркуляции ее в скрубберную башню (52) и теплообмена путем отвода от скрубберной жидкости тепловой энергии, поглощенной этой жидкостью из топочных газов.