CN100434144C - 防止氨逃逸的锅炉低温烟气scr联合吸附脱附催化床 - Google Patents

Abstract

防止氨逃逸的锅炉低温烟气SCR联合吸附脱附催化床。是在SCR催化反应床末端的排烟管路中接入至少两个并联布置的具有吸附脱附交替转换功能防止氨逃逸的吸附脱附床；该吸附脱附床具有吸附和脱附两个回路交替工作。本发明专利在低温SCR后布置了两个平行的吸附床/脱附床，吸附床和脱附床交替使用，保证了工艺的连续运行。另外采用活性炭纤维作为吸附材料，具有吸附容量大，阻力低，布置灵活的优点。特别是来自空预器的高温烟气经过脱附床后，不仅把吸附在其上的NH₃脱附下来，送入SCR反应器中继续使用，而且高温烟气与低温烟气的混合提高了进入低温SCR反应器的烟气温度，满足了反应温度的要求，保证在宽的NH₃/NO比例(0.6～1.2)下，得到低的NH₃逃逸率(＜5ppm)。

Description

防止氨逃逸的锅炉低温烟气SCR联合吸附脱附催化床

【技术领域】

本发明属于锅炉烟气中的氮氧化物催化还原脱硝的技术领域，特别涉及一种用于锅炉低温烟气的具有联合吸附和脱附功能可防止氨逃逸的SCR催化床。

【背景技术】

选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)是固定源NO_x控制技术主要手段，具有脱硝效率高的特点，能满足今后相当长时间内的环保要求，是一种比较有潜力的脱硝技术。

目前商业上应用比较好的SCR技术是以氨作为还原气体，在320～450℃范围内，把烟气中的氮氧化物转化为无害的氮气和水蒸汽。但由于催化剂需要的温度比较高，使催化床的布置存在一些缺点。近年来，国内外出现了以低温SCR(适用温度在120～300℃)的催化剂，可以使催化床布置在烟气除尘和脱硫后，具有一定优势。但低温SCR催化剂的活性一般低于中温催化剂，存在反应不完全，氨容易逃逸等问题。

低温SCR催化床一般布置在锅炉烟气除尘和脱硫之后，这时烟气温度比较低(一般＜90℃)，无法满足低温SCR的直接要求，需要稍微的烟气再热，而采用部分热烟气与除尘脱硫后的冷烟气直接混合是比较有效的和节能的办法。

大量的实验室研究表明，低温SCR催化剂为了达到比较高的氮氧化物转化率，一般要求NH₃/NO大于1，但当NH₃/NO比较大时，NH₃的逃逸率增加，所以工业上一般把NH₃/NO控制在0.6～0.9之间。这本身是一个矛盾。而如果在SCR后面布置一个吸附床，就可以减少了氨逃逸的可能性，NH₃/NO可以在大于1的情况下运行。这种思路在国内外专利上有少量报导。WO2006/029311 Al报导了在SCR和SNCR后增加化学氧化方法脱除NH₃减少氨的逃逸，这套系统需要复杂的氧化系统，布置在大流量锅炉烟气系统后存在排烟温度低的缺点。200510095741.3B报导了在SCR催化床后面布置一个以分子筛为吸附材料的吸附床，从而减少了喷氨系统的复杂性。但该专利的缺点为：分子筛为颗粒床，对于处理大流量烟气量存在阻力大的缺点，而且当分子筛吸附饱和时，脱附比较困难。

【发明内容】

本发明目地是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种用于锅炉低温烟气的具有联合吸附和脱附功能可防止氨逃逸的SCR催化床。

本发明提供的防止氨逃逸的锅炉低温烟气SCR联合吸附脱附催化床，是在SCR催化反应床末端的排烟管路中接入至少两个并联布置的其内部装有吸附材料的具有吸附脱附交替转换功能防止氨逃逸的吸附脱附床；该吸附脱附床具有吸附和脱附两个回路，吸附回路包括吸附脱附床前端由阀门控制并与SCR催化反应床末端的排烟管路连接的吸附进气管，吸附脱附床末端由阀门控制并与排烟管路连接的吸附排气管；脱附回路包括吸附脱附床末端由阀门控制并与高温烟气管路连接的脱附进气管，吸附脱附床前端由阀门控制并与SCR催化反应床前端烟气进气管路连接的脱附排气管。

吸附脱附床内采用活性炭纤维作为吸附材料。其形状包括活性炭纤维毡、活性炭纤维布、活性炭纤维丝和活性炭纤维块。

吸附脱附床前端的阀门为单向阀。吸附脱附床末端的阀门可以是单向阀、双向阀，最好为单向阀。

本发明的优点和积极效果：本发明专利在低温SCR后布置了两个平行的吸附床/脱附床，吸附床和脱附床交替使用，保证了工艺的连续运行。另外采用活性炭纤维作为吸附材料，具有吸附容量大。活性炭纤维的形状包括活性炭纤维毡、活性炭纤维布、活性炭纤维丝和活性炭纤维块，阻力低，布置灵活等优点。特别是来自空预器前的高温烟气经过脱附床后，不仅把吸附在其上的NH₃脱附下来，送入SCR反应器中继续当还原剂而没有浪费，而且高温烟气与低温烟气的混合提高了进入低温SCR反应器的烟气温度，满足了反应温度的要求。该系统能保证在宽的NH₃/NO比例(0.6～1.2)下，得到低的NH₃逃逸率(＜5ppm)。

【附图说明】

图1是防止氨逃逸的锅炉低温烟气SCR联合吸附脱附催化床示意图。

【具体实施方式】

实施例

如图所示，本发明提供的防止氨逃逸的锅炉低温烟气SCR联合吸附脱附催化床，是在SCR催化反应床9末端的排烟管路中接入至少两个并联布置的其内部装有吸附材料的具有吸附脱附交替转换功能防止氨逃逸的吸附脱附床10、11；该吸附脱附床具有吸附和脱附两个回路，吸附回路包括吸附脱附床前端由阀门3、4控制并与SCR催化反应床末端的排烟管路连接的吸附进气管，吸附脱附床末端由阀门7、8控制并与排烟管路14连接的吸附排气管；脱附回路包括吸附脱附床末端由阀门5、6控制并与高温烟气管路13连接的脱附进气管，吸附脱附床前端由阀门1、2控制并与SCR催化反应床前端烟气进气管路12连接的脱附排气管。

本发明提供的SCR联合吸附脱附催化床中的吸附脱附床10、11可更替使用。通过气体流向控制的方法，完成吸附床和脱附床的更替。当吸附床吸附饱和后，抽取部分来自空预器前的高温烟气对活性炭纤维进行脱附，变为脱附床，而同时另外一个已经完成脱附的床作为吸附床来使用，吸附从SCR系统中逃逸的NH₃气。脱附之后含有NH₃的高温气体与来自脱硫或除尘的低温烟气混合进入上游的SCR系统，保证了逃逸后的NH₃再利用，同时也提高了进入SCR反应系统的烟气温度，满足反应温度要求。吸附床和脱附床内采用活性炭纤维作为吸附材料，防止氨的逃逸。该系统能保证在宽的NH₃/NO比例(0.6～1.2)下，得到低的NH₃逃逸率(＜5ppm)。其具体操作情况如下所述(参见图1)：

一、

当10为吸附床和11为脱附床时，1阀门关闭，2阀门开启，3阀门开启，4阀门关闭，5阀门关闭，6阀门开启，7阀门开启，8阀门关闭。除尘脱硫后的低温烟气(60℃～120℃，一般＜90℃)与从脱附床11来的，经过阀门2的高温烟气(150℃～280℃)混合后进入SCR反应床9，再通过阀门3进入吸附床10后，通过阀门7排向烟囱。从空气预热器前来的高温烟气通过阀门6进入脱附床11。

二、

当11为吸附床和10为脱附床时，1阀门开启，2阀门关闭，3阀门关闭，4阀门开启，5阀门开启，6阀门关闭，7阀门关闭，8阀门开启。除尘脱硫后的低温烟气(60℃～120℃，一般＜90℃)与从脱附床10来的，经过阀门1的高温烟气(150℃～280℃)混合后进入SCR反应床9，再通过阀门4进入吸附床11后，通过阀门8排向烟囱。从空气预热器前的高温烟气通过阀门5进入脱附床10。

其中，1、2为定向阀门(单向阀)，即只允许从10或11来的气体通过1或2进入9的SCR催化床，而不允许从12来的气体通过1或2进入10或11。3、4、5、6、7、8为双向阀门(也可以是单向阀)。

Claims (4)

1、一种防止氨逃逸的锅炉低温烟气SCR联合吸附脱附催化床，包括低温SCR催化反应床，其特征是在SCR催化反应床末端的排烟管路中接入至少两个并联布置的其内部装有吸附材料的具有吸附脱附交替转换功能防止氨逃逸的吸附脱附床；该吸附脱附床具有吸附和脱附两个回路，吸附回路包括吸附脱附床前端由阀门控制并与SCR催化反应床末端的排烟管路连接的吸附进气管，吸附脱附床末端由阀门控制并与排烟管路连接的吸附排气管；脱附回路包括吸附脱附床末端由阀门控制并与高温烟气管路连接的脱附进气管，吸附脱附床前端由阀门控制并与SCR催化反应床前端烟气进气管路连接的脱附排气管。

2、根据权利要求1所述的防止氨逃逸的锅炉低温烟气SCR联合吸附脱附催化床，其特征是吸附脱附床内采用活性炭纤维作为吸附材料。

3、根据权利要求2所述的防止氨逃逸的锅炉低温烟气SCR联合吸附脱附催化床，其特征是活性炭纤维的形状包括活性炭纤维毡、活性炭纤维布、活性炭纤维丝和活性炭纤维块。

4、根据权利要求1或2或3所述的防止氨逃逸的锅炉低温烟气SCR联合吸附脱附催化床，其特征是所述的吸附脱附床前端的阀门为单向阀。

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