CN105056758B

CN105056758B - 一种流化催化脱除氮氧化物的方法及装置

Info

Publication number: CN105056758B
Application number: CN201510462167.4A
Authority: CN
Inventors: 曹靖; 张俊丰; 李小芝; 黄妍
Original assignee: Xiangtan University
Current assignee: Xiangtan University
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2017-07-04
Anticipated expiration: 2035-07-31
Also published as: CN105056758A

Abstract

本发明公开了一种流化催化脱除氮氧化物的方法及装置。本发明的方法是将脱硝剂在600℃‑1000℃的温度区间喷入含氮氧化物的烟气或者废气，脱硝剂由氮氧化物还原剂、催化剂、干燥剂和助燃剂组成，脱硝剂喷入后在烟的带动下处于流化状态，还原剂300℃‑1000℃下分解出氨，并在催化剂的作用下催化还原氮氧化物得到氮气，脱硝剂的残余组分变成飞灰的一部分。本发明的装置包括脱硝器、混气室和脱硝剂储仓，所述混气室上端连接脱硝剂储仓，所述脱硝器和混气室连接成回路，所述脱硝器下端设置烟气进口，上端设置烟气出口。本发明的方法一次性投资小，运行维护方便，适合各种燃烧烟气以及成分复杂的高温工业废气脱硝，属于环境保护领域。

Description

一种流化催化脱除氮氧化物的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种流化催化脱除氮氧化物的新方法，属于环境保护领域。

背景技术

烟气或者废气脱除氮氧化物是大气环境保护的重要内容之一，目前工业应用较广的烟气脱硝方法为氨选择性催化还原法，简称SCR，该法用氨或者尿素做氮氧化物还原剂，在组分为V、W、Ti的催化剂作用下，350~400℃将氮氧化物转化为N₂，该法脱硝效果很好，但存在投资大，占地大等问题，且有氨逃逸的二次环境问题。还有个常用的方法为选择性非催化还原，简称SNCR，该法也是用氨或尿素做还原剂，将氨或尿素溶液喷射到锅炉炉膛上部850~950℃的温度区间，将氮氧化物还原为N₂，该法投资不大，但脱硝效率很低，通常在50%~60%之间，该法最大的问题在于反应的有效温度窗口很窄，通常在50~100℃，温度低于850℃时，脱硝效率很低，高于950℃后，喷入的氨或尿素又会氧化生成氮氧化物。目前，我国众多的中小锅炉脱硝尚缺乏经济有效的脱硝技术，因其炉膛温度通常低于850℃，不适宜SNCR脱硝，建设SCR投资又过大，用户大多无法承受。当前研究较多的氧化后再还原的湿式脱硝法，脱硝效果良好，但氧化剂臭氧、次氯酸钠、高锰酸钾等的消耗很高，大多无法承受。开发投资小、效果好的脱硝新方法，对中小锅炉烟气脱硝意义重大。其他成分复杂不适于采用SCR法的烟气或废气脱硝也需要开发经济适用的脱硝新方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流化催化脱除氮氧化物的方法及装置。

本发明的技术方案是：

一种流化催化脱除氮氧化物的方法，其特征在于：将脱硝剂在600℃-1000℃下喷入含氮氧化物的烟气或者废气中，在脱硝器中进行脱硝反应，所述的脱硝剂由氮氧化物还原剂、催化剂、干燥剂和助燃剂组成，脱硝剂喷入后在热风的带动下处于流化状态，还原剂在300℃-1000℃下分解出氨，并在催化剂的作用下催化还原氮氧化物得到氮气，脱硝剂的残余组分变成飞灰的一部分，该脱硝法一次性投资小，运行维护方便，适合各种燃烧烟气以及成分复杂的高温工业废气脱硝，属于环境保护领域。

一种流化催化脱除氮氧化物的方法，其特征在于脱硝剂由氮氧化物还原剂、催化剂、干燥剂和助燃剂组成，将脱硝剂喷入含氮氧化物的烟气或者废气，用于除去烟气或废气中的氮氧化物。

进一步，所述还原剂为热分解产氨的物质，其质量占脱硝剂总质量的60%~90%，优选为碳酸铵、碳酸氢铵或氯化铵。

进一步，所述催化剂质量占脱硝剂总质量的5%~10%，优选锰酸盐、铁氧化物和粉煤灰的混合物，其中锰酸盐占催化剂总质量的0.01%~20%，铁氧化物占催化剂总质量的0.01%~20%，粉煤灰占催化剂总质量的10%~90%。

进一步，所述干燥剂质量占脱硝剂总质量的5%~30%，优选为无水氯化钙。

进一步，所述助燃剂质量占脱硝剂总质量的1%~20%，优选为含木质纤维素的天然物质或者为燃尽的粉煤灰。

进一步，所述热风的能量来源可以是出口高温烟气、也可以是锅炉空气预热器出口的高温助燃空气，还可以由电加热或者蒸汽加热得到的热风。

进一步，所述脱硝器可以是锅炉炉膛，也可以是专门的脱硝反应器。

一种用于上述方法的装置，包括脱硝器、混气室和脱硝剂储仓，所述混气室上端连接脱硝剂储仓，所述脱硝器和混气室连接成回路，所述脱硝器下端设置烟气进口，上端设置烟气出口。

进一步，所述混气室还连接空压机。

本发明具有如下的有益效果：

烟气或者废气中的氮氧化物经本发明的方法脱硝后，排放浓度符合国家标准，且本发明的方法具有投资小、成本低的经济优势，且运行维护方便，适合各种燃烧烟气以及成分复杂的高温工业废气脱硝。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的装置包括脱硝器1、混气室2和脱硝剂储仓3，所述混气室1上端连接脱硝剂储仓3，所述脱硝器1和混气室2连接成回路，所述脱硝器1下端设置烟气进口4，上端设置烟气出口5，混气,2还连接空压机6。

实施例1

模拟烟气温度600℃，NO浓度500mg/Nm³，烟气量400Nm³/h，脱硝剂消耗量650g/h，脱硝剂中碳酸铵含量80%，氯化钙10%，催化剂含量5%，其中锰酸盐、铁氧化物、粉煤灰比例1:1:10，助燃剂5%，脱硝剂输送风温度80℃，脱硝效率82.4%。

实施例2

模拟烟气温度600℃，NO浓度600mg/Nm³，烟气量400Nm³/h，脱硝剂消耗量750g/h，脱硝剂中氯化铵含量75%，氯化钙15%，催化剂含量5%，其中锰酸盐、铁氧化物、粉煤灰比例1:2:10，助燃剂5%，脱硝剂输送风温度80℃，脱硝效率88.2%。

实施例3

模拟烟气温度700℃，NO浓度500mg/Nm³，烟气量400Nm³/h，脱硝剂消耗量600g/h，脱硝剂中碳酸氢铵含量70%，氯化钙20%，催化剂含量5%，其中锰酸盐、铁氧化物、粉煤灰比例1:1:10，助燃剂5%，脱硝剂输送风温度80℃，脱硝效率90.3%。

实施例4

模拟烟气温度700℃，NO浓度500mg/Nm³，烟气量400Nm³/h，脱硝剂消耗量600g/h，脱硝剂中碳酸铵含量70%，氯化钙15%，催化剂含量10%，其中锰酸盐、铁氧化物、粉煤灰比例1:1:20，助燃剂5%，脱硝剂输送风温度80℃，脱硝效率87.3%。

Claims

1.一种流化催化脱除氮氧化物的方法，其特征在于：将脱硝剂在600℃-1000℃下喷入含氮氧化物的烟气或者废气中，在脱硝器中进行脱硝反应，所述的脱硝剂由氮氧化物还原剂、催化剂、干燥剂和助燃剂组成，脱硝剂喷入后在热风的带动下处于流化状态；

所述催化剂质量占脱硝剂总质量的5%~10%；所述催化剂为锰酸盐、铁氧化物和粉煤灰的混合物，其中锰酸盐占催化剂总质量的0.01%~20%，铁氧化物占催化剂总质量的0.01%~20%，粉煤灰占催化剂总质量的10%~90%。

2.根据权利要求1所述的流化催化脱除氮氧化物的方法，其特征在于：所述还原剂为碳酸铵、碳酸氢铵或氯化铵；所述还原剂质量占脱硝剂总质量的60%~90%。

3.根据权利要求2所述的流化催化脱除氮氧化物的方法，其特征在于：所述干燥剂质量占脱硝剂总质量的5%~30%；所述干燥剂为无水氯化钙。

4.根据权利要求3所述的流化催化脱除氮氧化物的方法，其特征在于：所述助燃剂质量占脱硝剂总质量的1%~20%；脱硝剂各组分的含量之和为100%；所述助燃剂为含木质纤维素的天然物质或者为燃尽的粉煤灰。

5.根据权利要求4所述的流化催化脱除氮氧化物的方法，其特征在于：所述脱硝器为锅炉炉膛或脱硝反应器。

6.根据权利要求4所述的流化催化脱除氮氧化物的方法，其特征在于：所述热风的能量来源为出口高温烟气，或锅炉空气预热器出口的高温助燃空气，或由电加热或者蒸汽加热得到的热风。

7.一种用于权利要求1至6任一项所述的方法的装置，其特征在于，包括脱硝器、混气室和脱硝剂储仓，所述混气室上端连接脱硝剂储仓，所述脱硝器和混气室连接成回路，所述脱硝器下端设置烟气进口，上端设置烟气出口。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述混气室还连接空压机。