CN101468293A - NOx选择性催化还原一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种NO_x选择性催化还原一体化装置，属于废气处理技术领域。本发明包括SCR反应床、换热器、底座、预热器，SCR反应床、换热器、底座依次由上而下叠加放置，预热器安装于SCR反应床、换热器、底座三者的另一侧；SCR反应床与换热器之间设有催化剂层，预热器分别与SCR反应床、换热器连接。本发明装置所有关键设备都为直接连接，省却了两个单体设备连接所需的风管，充分利用了SCR反应床的热能，节省能源。

Description

NOx选择性催化还原一体化装置

技术领域

本发明涉及一种废气处理技术领域的设备，具体是一种NOX选择性催化还原一体化装置。

背景技术

随着世界各国对环境污染治理的重视，废气脱硝技术引起了各国的重视，其中选择性催化还原(Selective Catalytic Reducation：SCR)技术是一项降低NO_X排放量的高效且较为经济的脱硝技术。SCR技术的发明权属于美国，而日本率先于20世纪70年代实现了商业化，德国于20世纪8-年代引进了SCR技术。

在我国最新的排放标准中，对NO_X的排放有了严格的规定，《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中规定，新建污染源氮氧化物的排放浓度除特殊规定外，不得超过240mg/Nm³，这个数值比原先规定的420mg/Nm³提高了180mg/Nm³，因此，针对我国大多数电站、钢铁厂等行业大多数NO_X排放难以达标的现状，大力发展SCR烟气脱硝技术迫在眉睫。从2002年起，由宝钢股份有限公司旗下的几个分公司投资的几套SCR脱硝处理设备已经上马，并运行至今，这几套SCR工艺的基本工艺路线为：废气—>风机—>填料吸收塔—>换热器—>预热器—>反应器—>风机—>烟囱。除风机、填料吸收塔、烟囱等外围设备外，这几套设备中SCR工艺所需的核心设备均为分体式，即换热器、预热器、反应器等主要部件均为单体设备，设备之间通过风管连接，具有占地面积大，工艺流程长，能源消耗大等缺陷。

酸洗NO_X废气的特点：

(1)废气氧化度高

在以HNO₃和HF为酸液介质的钢铁厂，酸洗槽内的硝酸为浓硝酸，浓硝酸在与金属或金属氧化物反应时生成的是NO₂，其反应方程式如下(系统以Fe为主)：

Fe₂O₃+HNO₃(浓)＝Fe(NO₃)₃+NO₂↑+H₂O

Fe+HNO₃(浓)＝Fe(NO₃)₃+NO₂↑+H₂O

酸洗槽内产生的NO_X废气以NO₂为主，废气的氧化度高达90％以上(氧化度γ＝NO₂/NO_X)，从废气颜色上看，废气在酸洗槽内呈棕红色，这充分说明废气中NO₂浓度很高，是一个典型的以NO₂为主的NO_X废气体系。

(2)NO_X浓度波动范围很大，呈爆发式急剧升高的特点

酸洗废气中NO_X浓度主要是随酸洗的不同阶段而变化，当酸洗工件进入酸洗槽的初始阶段，硝酸与氢氟酸和工件剧烈反应，形成浓度极高的NO_X废气。根据我们在上海某钢铁厂现有不锈钢酸洗线观察，其浓度在200ppm～3000ppm之间波动，特别是在酸洗工件进入酸洗槽的初始与酸洗工件提出酸洗槽阶段，NO_X废气的浓度呈爆发式急剧升高。

(3)酸洗NO_X废气中夹带有HF与HNO₃等腐蚀性成分

由于酸洗工序过程中，酸洗工件与HF与HNO₃发生剧烈的化学反应，该反应属于放热反应，导致酸洗槽内的温度可以达到60—70℃，这就加剧了酸洗槽内的HF与HNO₃的挥发，从而造成酸洗NO_X废气中夹带有HF与HNO₃等腐蚀性成分。

综上所述，酸洗NO_X废气具有NO_X浓度高，浓度波动幅度大，氧化度高的特点，同时废气中还含有HF与HNO₃等腐蚀性很强的污染物成分。

经对现有技术文献检索发现，现有技术中的设备均为分体式，即换热器、反应器、预热器等主要部件均为单体设备，设备之间通过风管连接，具有占地面积大，工艺流程长，能源消耗大等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种选择性催化还原一体化装置。本发明将SCR工艺所需的几个核心设备(换热器、预热器、反应器)集成为一体式，省却设备之间的风管连接，占地面积大大缩小，同时，能源消耗也大幅削减，解决酸洗生产线高浓度NO_X废气难以达标的缺陷。

本发明是通过如下技术方案实现上述目的的，本发明包括：SCR反应床、换热器、底座、预热器。SCR反应床、换热器、底座依次由上而下叠加放置为一体，预热器安装于SCR反应床、换热器、底座三者的另一侧；SCR反应床与换热器之间设有催化剂层，预热器分别与SCR反应床、换热器连接。

本发明涉及的工艺流程是：废气—>风机—>填料吸收塔—>选型性催化还原一体化装置—>风机—>烟囱。具体为：废气通过风机的抽吸，进入填料吸收塔内进行喷淋处理，喷淋的目的是为了去除废气中的HF、HNO₃废气，防止上述气体进入选择性催化还原一体化装置后腐蚀一体化设备。喷淋后的NO_X废气进入选择性催化还原一体化装置中，NO_X废气首先进入换热器中进行换热，将40℃的废气升温至160℃，然后废气进入预热器内，通过燃烧机加热后将废气预热至260℃，并通入压缩空气及氨气后，一同进入SCR反应器内，在有催化剂存在的情况下，进行氧化还原反应，使NO_X与NH₃反应生成N₂，达到反应目的，反应后的高温气体再通过换热器，与刚进来的NO_X废气进行换热后，再进入反应器底座后通过风机抽引进入烟囱排放。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明装置的主要特点是装置内的所有关键设备都为直接连接，省却了两个单体设备连接所需的风管，充分利用了SCR反应床的热能，节省能源。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

标记说明：SCR反应床—1、换热器—2、底座—3、预热器—4

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括：SCR反应床1、换热器2、底座3、预热器4。SCR反应床1、换热器2、底座3依次由上而下叠加放置，预热器4安装于SCR反应床1、换热器2、底座3三者的另一侧；SCR反应床1与换热器2之间设有催化剂层，预热器4分别与SCR反应床1、换热器2连接。

本实施例涉及的工艺流程是：废气—>风机—>填料吸收塔—>选型性催化还原一体化装置—>风机—>烟囱。具体为：废气通过风机的抽吸，进入填料吸收塔内进行喷淋处理，喷淋的目的是为了去除废气中的HF、HNO₃废气，防止上述气体进入选择性催化还原一体化装置后腐蚀一体化设备。喷淋后的NO_X废气进入选择性催化还原一体化装置中，NO_X废气首先进入换热器2中进行换热，将40℃的废气升温至160℃，然后废气进入预热器4内，通过燃烧机加热后将废气预热至260℃，并通入压缩空气及氨气后，一同进入SCR反应器1内，在有催化剂存在的情况下，进行氧化还原反应，使NO_X与NH₃反应生成N₂，达到反应目的，反应后的高温气体再通过换热器2，与刚进来的NO_X废气进行换热后，再进入反应器底座3后通过风机抽引进入烟囱排放。

与现有技术相比，本实施例为一体化直接连接，省却了两个单体设备连接所需的风管，充分利用了SCR反应床的热能，节省能源。

Claims (1)

1.一种NO_X选择性催化还原一体化装置，包括：SCR反应床、换热器、底座、预热器，其特征在于，SCR反应床、换热器、底座依次由上而下叠加放置成一体，预热器安装于SCR反应床、换热器、底座三者的另一侧；SCR反应床与换热器之间设有催化剂层，预热器分别与SCR反应床、换热器连接。

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