CN105813714B - 烟道气处理方法和脱硝/so3还原设备 - Google Patents

烟道气处理方法和脱硝/so3还原设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供在与传统方法相比更低处理成本下有效地将燃烧烟道气中的NOx脱硝并也有效地降低燃烧烟道气中SO3的浓度的烟道气处理方法和脱硝/SO3还原设备。根据本发明的烟道气处理方法通过以下方式进行用于将SO3还原为SO2的处理：在氧气气氛中将包括元素H和C的化合物作为第一添加剂添加到包括SO3以及NOx的燃烧烟道气，并且随后通过将燃烧烟道气与催化剂接触，所述催化剂包括由一种或多种选自由Ti、Si、Zr和Ce组成的组的元素构成的氧化物和/或两种或多种选自所述组的元素构成的混合氧化物和/或复合氧化物作为载体。

Description

烟道气处理方法和脱硝/SO3还原设备
技术领域
本发明涉及烟道气处理方法和脱硝/SO3还原设备，以及更具体地涉及用于包括三氧化硫的燃烧烟道气的处理的烟道气处理方法和脱硝/SO3还原设备。
背景技术
通常，为了防止空气污染，已经强烈期望用于处理从不同燃烧炉产生的燃烧烟道气的烟道气处理方法和烟道气处理设备。这样的烟道气包括氮的氧化物(NOx)和大量硫的氧化物(SOx)。处理NOx时，已经应用其中将NOx与脱硝催化剂接触以将其分解为氮气(N2)和水(H2O)的方法。在SOx中，三氧化硫(SO3)是腐蚀性的，并且因SO3引起的烟道气处理设施(如空气预热器和电沉降器)内部灰尘的堵塞、露点腐蚀等是妨碍对烟道气的处理连续长期运行的因素。
对于处理这样的SO3的方法，一个已知的方法是其中将铵(NH3)充到燃烧烟道气，随后将燃烧烟道气与由在二氧化钛(TiO2)上携带的钌(Ru)构成的脱硝催化剂接触，并由此还原NOx和阻止燃烧烟道气中SO3的产生(例如，专利文献1)。然而，即使在专利文献1中引用的示例性情况下，当在将燃烧烟道气脱硝的处理中通过脱硝反应消耗氨时，下式(1)表示的氧化反应显著地进行，并因此可能增加SO3的浓度。此外，尽管通过使用由一氧化碳(CO)和烃构成的还原剂减少燃烧烟道气中的SO3的方法是已知的，但在催化剂中使用昂贵的铱(Ir)(例如，专利文献2)。
[化学式1]
SO2+1/2O2→SO3 (1)
引用列表
专利文献
[专利文献1]JP3495591
[专利文献2]JP3495527
发明概述
技术问题
在这些情况下，本发明的目的是提供与现有技术相比，降低处理成本，降低包含在燃烧烟道气中的NOx，并且更有效地降低SO3的浓度的烟道气处理方法和脱硝和SO3还原设备。
解决问题的手段
为了实现以上描述的目标，根据本发明的一个方面，提供一种烟道气处理方法，其中将3C-5C烯烃(不饱和烃)作为第一添加剂添加到包括SO3以及NOx的燃烧烟道气，并随后将所述燃烧烟道气与催化剂接触，所述催化剂包括由一种或多种选自由Ti、Si、Zr和Ce组成的组的元素构成的氧化物和/或由两种或多种选自所述组的元素构成的混合氧化物和/或复合氧化物作为载体但不包括贵金属，并由此将SO3通过还原为SO2进行处理。
在这方面，使得可以在燃烧烟道气的处理期间将烟道气中的NOx脱硝，阻止SO2的氧化，降低SO3的浓度，并在不必须使用含有Ru等的昂贵催化剂的情况下降低催化剂的材料的成本。在此处给出的说明书和权利要求中，使用JIS Z 8301提供的术语“和/或”，以共同表示以彼此平行使用的两个术语、或两个术语中的一个，即，以共同表示可以通过两种术语表示的三种可能含义。
优选第一添加剂是选自由2C-5C烯烃(不饱和烃)，2C-5C烷烃(饱和烃)，醇类，醛类，和芳香化合物组成的组的一种或多种。进一步，优选2C-5C烯烃(不饱和烃)是选自由C2H4，C3H6，C4H8和C5H10组成的组的一种或多种。此外，C4H8和C5H10可以是其中的任一种的几何异构体或外消旋体。
通过使用以上描述的添加剂，与使用NH3作为第一添加剂的情况相比，可以更有效地抑制SO2的氧化且更有效地降低在燃烧烟道气的处理期间的SO3的浓度。
优选载体包括：包含选自由TiO2-SiO2，TiO2-ZrO2和TiO2-CeO2组成的组的一种或多种的混合氧化物和/或复合氧化物。
使用以上描述的载体，通过使用带有TiO2和带有比预设值高的固体酸量的混合氧化物和/或复合氧化物可以显著地提高SO3到SO2的还原的性能。
此外，催化剂可以是其中将金属氧化物负载到复合氧化物上作为载体的催化剂，所述金属氧化物包含选自由V2O5，WO3，MoO3，Mn2O3，MnO2，NiO和Co3O4组成的组的一种或多种。此外，催化剂可以是其中将选自由Ag，Ag2O和AgO组成的组的一种或多种负载到一种或多种选自由氧化物，混合氧化物和复合氧化物组成的组构成的载体上的催化剂。
此外，可以将金属硅酸盐系复合氧化物涂覆到催化剂上，在所述金属硅酸盐系复合氧化物中用选自由Ti，V，Mn，Fe和Co组成的组的一种或多种取代沸石晶体结构中至少部分的Al和/或Si。
利用以上描述的催化剂，通过使用第一添加剂，可以以高还原率还原燃烧废中的SO3，且即使NH3同时存在也不会妨碍SO3的还原反应。
当进行用于将SO3还原为SO2的处理时，优选当添加第一添加剂时将NH3作为第二添加剂添加，并且同时进行SO3的减少和脱硝。
在这方面，可以通过部分改造设置到现有脱硝设备的氨供应管道设备，来添加第一添加剂，以有助于燃烧烟道气中SO3的减少。
优选用于将SO3还原为SO2的处理在250℃至450℃的温度范围内进行。此外，优选用于将SO3还原为SO2的处理在300℃至400℃的温度范围内进行。
通过使用该温度范围，通过使用现有脱硝设备和在使得作为脱硝催化剂的催化剂具有高反应性的脱硝处理条件下，进行将燃烧烟道气中的SO3还原为SO2的处理。
根据本发明的另一个方面，本发明是脱硝/SO3还原设备。根据本发明的脱硝/SO3还原设备包括：第一注入装置，所述第一注入装置配置为得到将第一添加剂添加到包含SO3以及NOx的燃烧烟道气；和允许所述燃烧烟道气流动穿过的包括催化剂的催化剂层，且在脱硝/SO3还原设备中，第一添加剂是3C-5C烯烃(不饱和烃)，催化剂不包括贵金属且包括：包含一种或多种选自由Ti、Si、Zr和Ce组成的组的元素的氧化物，和/或包含两种或多种选自所述组的元素的混合氧化物和/或复合氧化物作为载体，丙炔所述SO3还原设备配置为进行将SO3还原为SO2的处理。
根据本发明的另一个方面，催化剂层包括：第一催化剂层，所述第一催化剂层布置在所述第一注入装置的后流侧上并且配置为降低SO3的浓度；和第二催化剂层，所述第二催化剂层布置在接近所述第一注入装置布置的第二注入装置的后流侧上并且配置为将NH3作为第二添加剂添加到所述燃烧烟道气，所述第二催化剂层配置为进行脱硝，并且在这方面，将第一催化剂层布置在第二催化剂层的前流侧或后流侧上。
发明的益处
根据本发明，提供脱硝烟道气处理方法和脱硝/SO3还原设备，其配置为将燃烧烟道气中的NOx脱硝和降低燃烧烟道气中的SO3的浓度，同时比常规的那些处理成本更低。
附图简述
[图1]图1是示出根据本发明的脱硝/SO3还原设备的示意图，其是第一实施方案。
[图2]图2是示出根据本发明的脱硝/SO3还原设备的示意图，其是第二实施方案。
[图3]图3是示出根据本发明的脱硝/SO3还原设备的示意图，其是第三实施方案。
[图4]图4是示出本发明的实施例1中燃烧烟道气中SO3的浓度变化的图。
[图5]图5是示出本发明的实施例2中燃烧烟道气中SO3的浓度变化的图。
[图6]图6是示出本发明的实施例2中燃烧烟道气中SO3的还原率和脱硝率的图。
[图7]图7是通过使用本发明的实施例3的催化剂得到的SO3的还原率和脱硝率的图。
[图8]图8是示出本发明的实施例3中固体酸量和SO3还原率之间关系的图。
[图9]图9是通过使用本发明的实施例4的催化剂得到的SO3的还原率和脱硝率的图。
[图10]图10是通过使用本发明的实施例5的催化剂得到的SO3的还原率的图。
[图11]图11是通过使用本发明的实施例5的催化剂得到的脱硝率的图。
具体实施方式
将在以下参考在附图中示出的实施方案描述根据本发明的脱硝/SO3还原设备和烟道气处理方法。将在此把通过在锅炉中和在氧气气氛下燃烧源自石油的燃料或源自煤的燃料产生的烟道气称为“燃烧烟道气”。此外，在本文中将气流称为关于燃烧烟道气的流动方向的“前流”或“后流”。
[脱硝/SO3还原设备]
(第一实施方案)
图1示出了第一实施方案，其中将根据本发明的脱硝/SO3还原设备布置到锅炉的后流侧。对于图1，将脱硝/SO3还原设备5布置到在燃烧炉1中产生烟道气的锅炉的烟道气烟道2的后流侧上。
锅炉在燃烧炉1中燃烧外部供应的燃料并将通过燃烧产生的燃烧烟道气排放到烟道气烟道2中。布置在烟道气烟道2的后流侧上的脱硝/SO3还原设备5同时进行用于流过烟道气烟道2的燃烧烟道气的NOx脱硝处理和SO3还原处理。在此处给出的说明书中和在权利要求中，将把用于将SO3还原为SO2的处理称为“SO3还原处理”。
布置在其中流通燃烧烟道气的燃烧烟道气烟道2中的ECO 3进行锅炉进水与流过ECO 3的内部的燃烧烟道气之间的热交换。更具体地，ECO 3通过使用燃烧烟道气的余热升高锅炉进水的温度并由此提高锅炉中的燃烧效率。布置ECO旁路4使得其一端与ECO 3的前流侧相连且其另一端与ECO 3的后流侧相连，并且在送入ECO 3之前将燃烧烟道气送到脱硝/SO3还原设备5的入口侧，绕过ECO 3。此外，ECO旁路4控制将被送入脱硝/SO3还原设备5中的燃烧烟道气的温度在预设的适合于脱硝和还原反应的范围内。
将脱硝/SO3还原设备5布置在燃烧烟道气烟道2中，并至少包括第一注入装置6，第二注入装置7和催化剂层8。脱硝/SO3还原设备5将第一添加剂和第二添加剂添加到烟道气并允许包括添加剂的燃烧烟道气流过催化剂层8。脱硝/SO3还原设备5通过使用催化剂层8、第一注入装置6和第二注入装置7进行SO3还原处理。优选脱硝/SO3还原设备5配置为同时添加第一添加剂和第二添加剂。
将第一注入装置6布置到脱硝/SO3还原设备5的前流侧上和ECO旁路4的后流侧上，并将第一添加剂添加到包括SO3以及NOx的燃烧烟道气。更具体地，第一注入装置6与催化剂层8联用以降低燃烧烟道气中的SO3。
从第一注入装置6注入的第一添加剂是主要用于将SO3还原为SO2的SO3还原剂并且可以使用由碳元素(C)和/或氢元素构成的具有在氧气气氛中还原SO3的能力的烃。更具体地，第一添加剂是由选自以下各项组成的组的一种或多种构成的添加剂：通式：CnH2n(n是2至5的整数)表示的烯烃(不饱和烃)，通式：CmH2m+2(m是2至5的整数)表示的烷烃(饱和烃)，醇类例如甲醇(CH3OH)和乙醇(C2H5OH)，醛类例如乙醛(CH3CHO)和丙醛(C2H5CHO)，以及芳香化合物例如甲苯(C6H5CH3)和乙苯(C6H5C2H5)。
对于2C-5C烯烃(不饱和烃)，优选使用选自由C2H4，C3H6，C4H8和C5H10组成的组的一种或多种，以及更优选使用选自由包括C3H6，C4H8和C5H10的≥3C的烯烃组成的组的一种或多种。对于C4H8和C5H10，可以使用它们中任一个的几何异构体或外消旋体。≥4C的不饱和烃的例子包括1-丁烯(1-C4H8)；2-丁烯(2-C4H8)例如顺-2-丁烯和反-2-丁烯；异丁烯(异-C4H8)；1-戊烯(1-C5H10)；和2-戊烯(2-C5H10)例如顺-2-戊烯和反-2-戊烯。使用这一配置，通过下式(2)至(8)表示的反应，本发明可以有助于氧气气氛中SO3的还原并降低燃烧烟道气中SO3的浓度。
[化学式2]
SO3+CH3OH+3/4O2
→SO2+1/2CO+1/2CO2+2H2O (2)
SO3+C2H5OH+5/42O2
→SO2+CO+CO2+2/5H2O (3)
SO3+C2H4+5/2O2
→SO2+CO+CO2+2H2O (4)
SO3+3/2C3H6+41/83O2
→SO2+9/4CO+9/4CO2+6H2O (5)
SO3+3/2C3H8+63/8O2
→SO2+9/4CO+9/4CO2+6H2O (6)
SO3+3/2C4H8+13/2O2
→SO2+3CO+3CO2+6H2O (7)
SO3+C5H10+23/4O2
→SO2+5/2CO+5/2CO2+5H2O (8)
如果使用C3H6作为第一添加剂，如果第一添加剂的负载量以摩尔比计是0.1至2.0其是有用的。如果第一添加剂的摩尔比小于0.1，SO2的氧化可能变为主要的并由此SO3可能突然增加，并且相反，如果第一添加剂的摩尔比大于2.0，则可能排出大量未反应的过量C3H6。通过控制第一添加剂在以上记载的范围内，可以提高清除燃烧烟道气中SO3的性能。在以上特定范围之外可以得到去除SO3的效果。
第二注入装置7靠近第一注入装置6布置，并将NH3作为第二添加剂添加到燃烧烟道气。第二注入装置7布置到脱硝/SO3还原设备5的前流侧和ECO旁路4的后流侧，并将用于NOx的脱硝的第二添加剂注入到燃烧烟道气。第二注入装置7与催化剂层8共同将NOx脱硝。
用将燃烧烟道气脱硝的催化剂构造催化剂层8。优选布置在催化剂层8中的催化剂的形状是蜂巢形使得催化剂也可以有效地作为脱硝催化剂起作用并减少可以在燃烧烟道气处理期间发生的压降。蜂巢结构不限于具有矩形截面的结构，且也可以包括多种形状例如圆形，椭圆形，三角形，五角形和六角形。
布置在催化剂层8中的催化剂是其中将活性组分负载到载体上的催化剂，上述载体是氧化物、混合氧化物和/或复合氧化物。更具体地，载体的例子包括一种或多种选自由钛(Ti)，硅(Si)，锆(Zr)和铯(Ce)组成的组的元素的氧化物，和/或两种或多种选自以上组的元素的混合氧化物和/或复合氧化物。换句话说，载体至少包括以下形式：
-通过二氧化钛(TiO2)，二氧化硅(SiO2)，氧化锆(ZrO2)和氧化铯(Ce2O3)中的一种或多种构成的氧化物
-通过钛(Ti)，硅(Si)，锆(Zr)和铯(Ce)中的两种，三种或四种构成的混合氧化物或复合氧化物
-通过两种，三种或四种上述氧化物构成的混合物
-上述混合物中的一种与上述混合氧化物或复合氧化物中的一种的混合物
它们之中，优选选自由TiO2-SiO2，TiO2-ZrO2和TiO2-CeO2组成的组的混合氧化物或复合氧化物，并且更优选选自以上组的复合氧化物。
可以通过以下方法制备复合氧化物：其中将以上描述的元素的醇盐化合物，氯化物，硫酸盐或乙酸盐混合，随后将所得混合物进一步与水混合并随后以水溶液或溶胶的形式搅拌用于水解。也可以通过已知的共沉淀方法代替以上描述的溶胶-凝胶方法制备复合氧化物。
活性组分是由选自由氧化钒(V2O5)，氧化钨(WO3)，氧化钼(MoO3)，氧化锰(Mn2O3)，二氧化镁(MnO2)，氧化镍(NiO)和氧化钴(Co3O4)组成的组的一种或多种构成的金属氧化物。活性组分可以是选自由银(Ag)，氧化银(Ag2O)和一氧化银(AgO)组成的组的一种或多种。使用这一配置，由催化剂负载的活性金属充当活性位点，并由此可以在氧气气氛中有效地进行NOx例如NO和NO2的脱硝，并且可以进行在过量氧气气氛中的SO3的还原。优选这些金属氧化物中的活性组分包括氧化钨(WO3)。
此外，对于催化剂，通过涂覆或浸渍金属硅酸盐系复合氧化物制备催化剂，在所述金属硅酸盐系复合氧化物中用选自由钛元素(Ti)，钒元素(V)，锰元素(Mn)，铁元素(Fe)和钴元素(Co)组成的组的一种或多种取代沸石晶体结构中至少部分铝元素(Al)和/或硅元素(Si)的。可以通过水热法制备以上描述的金属硅酸盐，所述水热法中，将至少部分是硅源的水玻璃和硅元素与将被取代的金属元素源及结构指示剂混合，并将混合物置于高压釜中，并通过使用水热法在高温和高压下处理。
[烟道气处理方法]
将在以下通过描述根据以上描述的第一实施方案的操作模式描述根据本发明的烟道气处理方法的第一实施方案。本实施方案的烟道气处理方法至少进行SO3还原处理。
在SO3还原处理中，将用于还原SO3的第一添加剂和用于还原NOx的第二添加剂NH3从第一注入装置6和第二注入装置7注入到包括SO3以及NOx的在其前流上的燃烧烟道气。通过允许包括充入的添加剂的燃烧烟道气流过由脱硝催化剂在其后流侧构造的催化剂层8，同时进行NOx脱硝处理和SO3还原处理。在处理中，优选将第一添加剂和第二添加剂同时添加到燃烧烟道气。
优选在250℃至450℃的温度范围内进行SO3的还原处理，并且更优选在300℃至400℃的温度范围内进行SO3的还原处理。如果在小于300℃的温度进行SO3的还原处理，可能不能有效地完成脱硝处理，并且相反，如果在超过400℃的温度进行SO3的还原处理，SO3的还原可能不是高效的。
根据本实施方案，可以通过脱硝去除包括当在锅炉中燃烧时产生的SO3和/或NOx的燃烧烟道气中的NOx，可以阻止SO2的氧化，并由此在燃烧烟道气处理期间降低SO3的浓度，并且此外，因为不使用昂贵的催化剂可以降低材料的成本。进一步，可以通过仅仅附加安装配置为将用于还原SO3的第一添加剂注入到现有脱硝设备的前流侧的第一注入装置实现本实施方案的上述效果。从而，可以以低成本进行SO3还原处理。
[脱硝/SO3还原设备]
(第二实施方案)
将参考图2详细描述根据本发明的脱硝/SO3还原设备的第二实施方案。在本实施方案中，将以相同的参考数字和符号提供与以上描述的第一实施方案相同的脱硝/SO3还原设备的元件，并且将不重复其细节描述。根据本实施方案的脱硝/SO3还原设备15包括分为第一催化剂层和第二催化剂层的催化剂层和布置在它们之间的第一注入装置，并且脱硝/SO3还原设备15在这一点上不同于根据以上描述的第一实施方案的脱硝/SO3还原设备5。
对于图2，将脱硝/SO3还原设备15布置在燃烧烟道气烟道2中，并至少包括：配置为将第一添加剂添加到燃烧烟道气的第一注入装置16；配置为将第二添加剂添加到燃烧烟道气的第二注入装置17；和配置为脱硝燃烧烟道气的催化剂的催化剂层。由配置为降低SO3的浓度的第一催化剂层18和第二催化剂层19构造催化剂层，将第二催化剂层19布置到第一催化剂层18的前流侧并配置为进行脱硝。脱硝/SO3还原设备15将第二添加剂从第二注入装置17添加到从烟道气烟道2进入其中的燃烧烟道气，并随后允许含有第二添加剂的燃烧烟道气流过第二催化剂层19。此外，脱硝/SO3还原设备15将第一添加剂从第一注入装置16添加到已经过第二催化剂19的燃烧烟道气并随后允许含有第一添加剂的燃烧烟道气流过第一催化剂层18。
将第一注入装置16布置到第一催化剂层18的前流侧上的和第二催化剂层19的后流侧上的燃烧烟道气烟道2中。将第一催化剂层18布置到第二催化剂层19的后流侧上。此外，第一注入装置16将用于降低SO3的浓度的第一添加剂注入到燃烧烟道气。
将第二注入装置17布置到第二催化剂层19的前流侧上的燃烧烟道气烟道2中。此外，第二注入装置17将用于NOx的脱硝的第二添加剂添加到燃烧烟道气。对于第二注入装置17和第二催化剂层19，例如可以使用布置在现有工厂中的脱硝设备。
对于从注入装置16注入的第一添加剂和布置在催化剂层18中的催化剂，可以应用与第一实施方案相似的添加剂和催化剂。对于从注入装置17注入的第二添加剂和布置在催化剂层19中的催化剂，不仅可以使用与第一实施方案相似的添加剂和催化剂也可以使用公知的催化剂(例如V2O5-TiO2)。
[烟道气处理方法]
将通过描述以上描述的脱硝/SO3还原设备的第二实施方案的模式描述根据本发明的烟道气处理方法的第二实施方案。本实施方案的烟道气处理方法至少进行SO3的还原处理。
在SO3的还原处理中，作为对至少包括NOx和SO3的燃烧烟道气的预处理，将第二添加剂NH3从第二注入装置17添加到燃烧烟道气，并将燃烧烟道气与第二注入装置17的后流侧上布置的第二催化剂19中的脱硝催化剂接触。随后，作为后处理，将用于SO3的添加剂从第一注入装置16添加到燃烧烟道气，并将燃烧烟道气与用于SO3的第一注入装置16的后流侧上布置的第二催化剂层18中的催化剂接触。
对于用于SO3还原处理的处理温度，可以使用与第一实施方案相似的温度范围。
根据第二实施方案的脱硝/SO3还原设备和烟道气处理方法，可以在现有脱硝设备的后流侧上更有效地处理SO3，并且此外，根据分别用于脱硝和SO3的还原的催化剂的功能退化可以容易地更换催化剂。
[脱硝/SO3还原设备]
(第三实施方案)
将在以下参考图3详细描述根据本发明的脱硝/SO3还原设备的第三实施方案。在本实施方案中，将以相同的参考数字和符号提供与以上描述的第一和第二实施方案相同的元件，并且将不重复其细节描述。根据本实施方案的脱硝/SO3还原设备25在这一点上不同于根据第二实施方案的脱硝/SO3还原设备15：将第一注入装置和第一催化剂层布置到第二注入装置的前流侧和第二催化剂层上。
对于图3，将脱硝/SO3还原设备25布置到燃烧烟道气烟道2中，并至少包括：第一注入装置26，第二注入装置27，第一催化剂层28和第二催化剂层29。脱硝/SO3还原设备25将第二添加剂从第一注入装置26添加到从烟道气烟道2进入的燃烧烟道气，并随后允许含有第二添加剂的燃烧烟道气流过第一催化剂层28。此外，脱硝/SO3还原设备25将第二添加剂从第二注入装置27添加到已经流过一催化剂层28的燃烧烟道气，并随后允许含有第二添加剂的燃烧烟道气流过第二催化剂层29。
将第一注入装置26布置到第一催化剂层28的前流侧上的和第二催化剂层29的前流侧上的燃烧烟道气烟道2中。将第一催化剂层28布置到第二催化剂层29的前流侧上。第一注入装置26将用于降低SO3的浓度的第一添加剂添加到燃烧烟道气。将第二注入装置27布置到第二催化剂层29的前流侧上的燃烧烟道气烟道2中。此外，第二注入装置27将用于NOx脱硝的第二添加剂添加到燃烧烟道气。与第二实施方案相似，对于第二注入装置27和第二催化剂层29，也可以应用布置在现有工厂中的脱硝设备。
对于从注入装置26注入的第一添加剂和布置在催化剂层28中的催化剂，可以使用与第一和第二实施方案相似的添加剂和催化剂。此外，对于从注入装置27注入的第二添加剂和布置在第二催化剂层29中的催化剂，不仅仅可以使用与第一实施方案相似的添加剂和催化剂，也可以使用公知的脱硝催化剂(例如V2O5-TiO2)。
[烟道气处理方法]
将通过描述根据以上第三实施方案的脱硝/SO3还原设备的操作模式描述根据本发明的烟道气处理方法的第三实施方案。本实施方案的烟道气处理方法至少进行SO3还原处理。
在SO3的还原处理中，作为对至少包括NOx和SO3的燃烧烟道气的预处理，将用于SO3的添加剂从第一注入装置26添加，并将燃烧烟道气与布置在第一注入装置26的后流侧上的第一催化剂层28中用于SO3的催化剂接触。随后，作为后处理，将NH3作为第二添加剂从第二注入装置27添加到燃烧烟道气，并将燃烧烟道气与布置在第二注入装置27的后流侧上的第二催化剂29中的脱硝催化剂接触。
对于用于SO3还原处理的处理温度，可以使用与第二实施方案相似的温度范围。
根据第三实施方案的脱硝/SO3还原设备和烟道气处理方法，可以在现有脱硝设备的后流侧上更有效地处理SO3，并且此外，根据分别用于脱硝和SO3的还原的催化剂的功能退化可以容易地更换催化剂。
实施例
将通过参考实施例更具体地描述本发明以说明本发明的效果。根据本发明的烟道气处理系统和烟道气处理方法无论如何不限于以下实施例。
[实施例1]
通过使用不同的催化剂，评估用于将SO3还原为SO2的第一添加剂(SO3还原剂)的效果。
(催化剂A的制备)
制备作为将SO3还原为SO2的包括钌(Ru)的催化剂。将氯化钌(RuCl3)的水溶液用每100重量％二氧化钛(TiO2)中含有10重量％氧化钨(WO3)的锐钛矿型二氧化钛粉末浸渍，从而每100重量％的锐钛矿型二氧化钛粉末上负载1重量％的Ru，并将产物浓缩和干燥。随后将残余物在500℃下烧制5小时，并将得到的粉末作为催化剂A。
(催化剂B的制备)
制备作为具有通过氨脱硝的功能的典型催化剂的催化剂B。将Ti的醇盐Ti(O-iC3H7)4和Si的醇盐Si(OCH3)3以95∶5(重量％)(分别以TiO2，SiO2计)的比例混合，将混合物添加到80℃水以水解，随后将反应混合物搅拌和熟化，过滤所得溶胶，并清洗所得凝胶化产物，并且在500℃加热和烧制5小时以得到TiO2-SiO2复合氧化物的粉末(TiO2-SiO2粉末)。通过使用10重量％的甲胺的水溶液将钒酸铵(NH3VO3)和仲钨酸铵((NH4)10H10W12O46·6H2O)浸入复合氧化物中，每100重量％复合氧化物负载0.6重量％的V2O5和8重量％的WO3，将产物浓缩和干燥，以及随后在500℃加热和烧制5小时。将所得粉末用作催化剂B。
(催化剂C的制备)
制备作为具有通过氨脱硝的功能的典型催化剂的催化剂C。将Ti的醇盐Ti(O-iC3H7)4和Zr的醇盐Zr(Oi-C4h9)4以95∶5(重量％)(分别以TiO2，ZrO2计)的比例混合，将混合物添加到80℃水以水解，随后将反应混合物搅拌和熟化，过滤所得溶胶，并清洗所得凝胶化产物，并且在500℃加热和烧制5小时以得到TiO2-ZrO2复合氧化物的粉末(TiO2-ZrO2粉末)。通过使用10重量％的甲胺的水溶液，将仲钨酸铵((NH4)10H10W12O46·6H2O)浸入复合氧化物中，每100重量％复合氧化物负载8重量％的WO3，将产物浓缩和干燥，以及随后在500℃加热和烧制5小时。将所得粉末用作催化剂C。
(催化剂的制备D)
制备仅含二氧化钛(TiO2)的催化剂D。将与催化剂A相同量的锐钛矿型二氧化钛粉末在500℃下烧制5小时以制备催化剂D的粉末。
(试验例1至5的制备)
将80重量％的水分别添加到20重量％的催化剂A至D，通过湿法球磨将混合物研磨成粉以得到涂层浆料。然后通过浸渍将Cordierite制造的整块基材(节距(pitch)：7.4mm，壁厚：0.6mm)涂覆以浆料，并将得到的产品在120℃下干燥并随后在500℃下烧制。涂层的量是100g/l m2基材的表面积。将使用催化剂A和氨(NH3)用作SO3还原剂的情况用作为试验例1。另一方面，将使用催化剂A和丙烯(C3H6)用作SO3还原剂的情况用作为试验例2。将使用催化剂B和C3H6用作SO3还原剂的情况用作为试验例3。将使用催化剂C和C3H6用作SO3还原剂的情况用作为试验例4。此外，将使用催化剂D和C3H6用作SO3还原剂的情况用作为试验例5。
(SO3去除试验I)
通过其中假设实际机器的实验室规模的试验将SO3还原剂添加到燃烧烟道气，并允许含有SO3还原剂的燃烧烟道气流过分别布置在脱硝/SO3还原设备中的试验例的催化剂，并进而评估在燃烧烟道气已经流过催化剂层之后SO3的浓度(ppm)变化，针对0.03至0.08(1/AV(m2·h/Nm3))。试验结果和试验条件示于图4中。完成取样之后，通过沉淀滴定法分析SO3的浓度。图中，″AV″表示面积速率(通过气体量/催化剂总接触面积)，以及″1/AV″表示催化剂的总接触面积与气体量的关系。1/AV的单位是m2·h/Nm3。
图4示出了在试验例中1至5中的SO3的浓度(ppm)变化，针对0.03至0.08m2·h/Nm3。对于图4，在试验例1中，催化剂层的入口处SO3的浓度基本不变。在试验例2中，在0.06m2·h/Nm3下，催化剂层的入口处SO3的浓度从约100ppm下降到约40ppm。另一方面，在试验例3中，在0.08m2·h/Nm3下，催化剂层的入口处SO3的浓度从约100ppm下降到约20ppm。在试验例4中，在0.08m2·h/Nm3下，催化剂层的入口处SO3的浓度从约100ppm下降到约20ppm。此外，也在试验例5中，在0.08m2·h/Nm3下，催化剂层的入口处SO3的浓度从约100ppm下降到约25ppm。
其中使用含有Ru的催化剂A和使用NH3作为SO3还原剂的试验例1中观察到，催化剂层的入口处SO3的浓度基本不变。其中使用含有Ru的催化剂A和使用C3H6作为SO3还原剂的试验例2中观察到，燃烧烟道气中SO3的浓度下降。此外，在使用不含昂贵的Ru的催化剂B和使用C3H6作为SO3还原剂的试验例3中观察到，燃烧烟道气中SO3的浓度显著下降。此外，在使用催化剂C和使用C3H6作为SO3还原剂的试验例4中观察到，燃烧烟道气中SO3的浓度显著下降。进一步，在使用催化剂D和使用C3H6作为SO3还原剂的试验例5中也观察到，燃烧烟道气中SO3的浓度显著下降。从这些结果可以发现通过使用C3H6作为SO3还原剂，可以减小燃烧烟道气中SO3的浓度。
发现通过使用包括氢元素(H)和碳元素(C)的烃例如C3H6代替使用包括Ru的催化剂A，与使用NH3作为SO3还原剂的情况相比，即使使用常规脱硝催化剂，也可以降低催化剂层入口处燃烧烟道气中SO3的浓度。接下来基于在以下条目1至4中描述的催化剂的表面上单元反应模型，据估计，由于在催化剂上由烃分解得到的物质和SO3之间发生的反应而出现的磺化对得到这些结果是重要的。
1.烃吸附反应
烃(CxHy)+表面→CxHy-表面
2.烃分解反应(夺氢反应)
CxHy-表面→CxHy-1(表面-配位)+H-表面
3.与SO3(g)的反应(转化为磺酸)
CxHy-1(表面-配位)+SO3(g)
→SO2+CxHy-1-SO3--H-表面)
4.SO3的分解
CxHy-1-SO3--H-表面→SO2+CO2+CO
[实施例2]
通过使用具有不同组成的烃作为第一添加剂(SO3还原剂)，评估取决于烃化合物组成的将SO3还原为SO2的效果。
(试验例6至10的制备)
与实施例1相似，将催化剂B涂覆到Cordierite制造的整块基材上。涂层的量是100g/l m2基材的表面积。将其中将C3H6用作SO3还原剂的情况用作试验例6，将其中将丙烷(C3H8)用作SO3还原剂的情况用作试验例7，将其中将甲醇(CH3OH)用作SO3还原剂的情况用作试验例8，以及将其中将乙醇(C2H5OH)用作SO3还原剂的情况用作试验例9。此外，对于与其他试验例的比较，将其中将氨(NH3)用作SO3还原剂的情况用作试验例10。
(SO3去除试验II)
与实施例1相似，将SO3还原剂添加到燃烧烟道气，并允许含有SO3还原剂的燃烧烟道气流过布置在脱硝/SO3还原设备中的使用SO3催化剂的催化剂层，并进而检查在0.04至0.08m2·h/Nm3下在燃烧烟道气已经流过催化剂层之后的燃烧烟道气中SO3的浓度变化。评估燃烧烟道气已经流过催化剂层前后的SO3的浓度变化。试验条件与实施例1相同。试验结果和试验条件示于图5中。
图5示出了在试验例中6至10中在0.04至0.08m2·h/Nm3燃烧烟道气中的SO3的浓度(ppm)变化。对于图5，在试验例6至9中，催化剂层的入口处燃烧烟道气中SO3的浓度降低。相反，在试验例10中，催化剂层的入口处燃烧烟道气中SO3的浓度没有降低。在其中将C3H6和C3H8用作SO3还原剂的试验例5和6中，与在其中将CH3OH和C2H5OH用作SO3还原剂的试验例8和9中相比，燃烧烟道气中SO3的浓度降低更多。此外，在其中将C3H6用作SO3还原剂的试验例6中，SO3的浓度降低效果是最显著的。
随后，进一步，通过使用具有不同组成的烃作为第一添加剂(SO3还原剂)，评估取决于烃化合物组成的将SO3还原为SO2的效果。
(催化剂E的制备)
除了将TiO2和SiO2的比变为88∶12(重量％)，V2O5的量是0.3重量％和WO3的量是9重量％之外，以与制备催化剂B的情况相似的方式制备催化剂E。
(试验例11至18的制备)
与实施例1相似，将催化剂E涂覆到Cordierite制造的整块基材上。将其中将甲醇(CH3OH)用作SO3还原剂的情况用作试验例11，将其中将乙醇(C2H5OH)用作SO3还原剂的情况用作试验例12，且将其中将丙烷(C3H8)用作SO3还原剂的情况用作试验例13。此外，将其中将乙烯(C2H4)用作SO3还原剂的情况用作试验例14。将其中将丙烯(C3H6)用作SO3还原剂的情况用作试验例15。将其中将1-丁烯(1-C4H8)用作SO3还原剂的情况用作试验例16，将其中将2-丁烯(2-C4H8)用作SO3还原剂的情况用作试验例17，将其中将异丁烯(异-C4H8)用作SO3还原剂的情况用作试验例18。(SO3去除试验III)
通过使用试验例11至18，与实施例1相似，将SO3还原剂添加到燃烧烟道气，并允许含有SO3还原剂的燃烧烟道气流过布置在脱硝/SO3还原设备中的使用SO3催化剂的催化剂层，并进而评估燃烧烟道气已经流过催化剂层前后的SO3的浓度和脱硝率的变化。通过以下方法确定SO3还原率和脱硝率。试验结果和试验条件示于图6中。
SO3还原率(％)＝(1-催化剂层出口处的SO3的浓度/催化剂层入口处的SO3的浓度)×100
脱硝率(％)＝(1-催化剂层出口处的NOx的浓度/催化剂层入口处的NOx的浓度)×100
图6示出了在0.080m2·h/Nm3下试验例11至18中SO3还原率(％)和脱硝率(％)。对于图6，在使用醇类的试验例11中，SO3还原率是5.0％，并且在使用醇类的试验例12中，SO3还原率是6.0％。相反，使用饱和烃的试验例13的SO3还原率是10.0％，而使用不饱和烃的试验例14的SO3还原率是高值20.0％。进一步，在使用≥3C的不饱和烃的试验例15至18中，试验例15的SO3还原率是58.0％，试验例16的SO3还原率是50.2％，试验例17的SO3还原率是54.2％，以及试验例18的SO3还原率是63.5％，这些都是很高的值。
在使用醇类的试验例11和12中，试验例11的脱硝率是92.6％，且试验例12的脱硝率是93.2％。在使用饱和烃和不饱和烃的试验例13和14中，试验例13的脱硝率是94.1％，且试验例14的脱硝率是94.0％，它们是高值。在使用≥3C的不饱和烃的试验例15至18中，试验例15的脱硝率是95.1％，试验例16的脱硝率是92.1％，试验例17的脱硝率是92.3％和试验例18的脱硝率是91.8％，其是非常高的值。
从实施例1和2的结果可以发现，通过使用包括元素H和C的烃作为SO3还原剂，催化剂层的入口处燃烧烟道气中SO3的浓度下降。也发现通过使用C3H8，C2H4，C3H6或C4H8即饱和烃或不饱和烃作为SO3还原剂，与使用醇类例如CH3OH和C2H5OH的情况相比，燃烧烟道气中SO3的浓度降低更多。进一步，发现它们中，通过使用C2H4，C3H6或C4H8即不饱和烃作为SO3还原剂，可以有效地降低燃烧烟道气中SO3的浓度。特别地，发现使用≥3C的不饱和烃作为SO3还原剂，燃烧烟道气中SO3的浓度降低最明显。估计这是因为≥3C的不饱和烃分解反应性高并且其中间体具有与SO3高的反应性。
[实施例3]
制备具有另一种组成的催化剂并评估取决于催化剂组成的将SO3还原为SO2的效果。
(催化剂F的制备)
将Ti的醇盐Ti(O-iC3H7)4和Ce的醇盐Ce(OCH3)3以88∶12(重量％)(分别以TiO2，CeO2计)的比例混合，将混合物添加到80℃水以水解，随后将反应混合物搅拌和熟化，过滤所得溶胶，并清洗所得凝胶化产物，干燥，并且在500℃加热和燃烧5小时以得到TiO2-Ce2O3复合氧化物的粉末(TiO2-Ce2O3粉末)。将所得粉末用作催化剂F。
(催化剂G的制备)
制备仅包括氧化锆(ZrO2)的催化剂。将氯氧化锆(ZrOCl2)的粉末在500℃烧制5小时，并且将所得粉末用作催化剂G。
(催化剂H的制备)
制备仅包括氧化铯(Ce2O3)的催化剂。将硝酸铯锆(Ce(NO3)2)的粉末在500℃烧制5小时，以及将所得粉末用作催化剂H。
(试验例19至24的制备)
将80重量％的水分别添加到其量分别是20重量％的催化剂D和B的TiO2-SiO2粉末、催化剂C的TiO2-ZrO2粉末以及催化剂F、G和H，通过湿法球磨将混合物研磨成粉以得到涂层浆料，并随后将浆料涂覆到包括高岭土作为其主要组分的陶瓷基材料上，并将得到的试件用作试验例19至24。表1示出了各个试验例的组成。在表1中，对于涂覆量平均值，使用通过以下方法由样品2的测量得到的值：基于涂覆前后的重量差获得的负载量(carriageamount)除基材的表面积所算得的值。
[表1]
表1-试验例组成1
(SO3去除试验VI)
评估当使用丙烯(C3H6)作为SO3还原剂时各试验例还原SO3的能力。与实施例2相似，将SO3还原剂添加到燃烧烟道气，并允许包括SO3还原剂的燃烧烟道气流过布置在脱硝/SO3还原设备中使用SO3催化剂的催化剂层，并由此评估在燃烧烟道气已经流过催化剂层前后的SO3浓度的变化。试验结果和试验条件示于图7中。
图7示出了在0.080m2·h/Nm3下试验例19至24中SO3还原率(％)和脱硝率(％)。对于图7，在其中包括单一组分的氧化物的试验例19，23和24中，试验例19的SO3还原率是16.5％，试验例23的SO3还原率是23.1％，且试验例24的SO3还原率是11.1％。另一方面，在其中使用含有TiO2的复合氧化物的试验例20至22中，试验例20的SO3还原率是52.2％，试验例21的SO3还原率是47.3％，且试验例22的SO3还原率是46.6％。
此外，在其中使用包括单一组分的氧化物的试验例19，23和24中，试验例19的脱硝率是32.8％，试验例23的脱硝率是6.7％，且试验例24的脱硝率是19.1％。另一方面，在其中使用含有TiO2的复合氧化物的试验例20至22中，试验例20的脱硝率是60.4％，试验例21的脱硝率是39.3％，且试验例22的脱硝率是42.3％。
从这些结果，在所有试验例19至24中，催化剂层的入口处燃烧烟道气中SO3的浓度下降。在其中使用TiO2-SiO2粉末，TiO2-ZrO2粉末或TiO2-Ce2O3粉末的试验例20至22中，SO3还原率高于在其中使用TiO2粉末，ZrO2粉末或Ce2O3粉末的试验例19，23和24。此外，在其中使用包括单一组分的氧化物的试验例19，23和24中，其中使用TiO2粉末的试验例19的还原率高，且其中使用ZrO2粉末的试验例23的还原率是最高的。此外，在其中使用复合氧化物的试验例20至22中，使用TiO2-SiO2粉末的试验例19的SO3还原率是最显著的。从这些结果看出通过使用特别是含有TiO2的复合氧化物，SO3还原率可以是高的。估计得到以上结果是因为由于复合氧化物的使用发生的固体酸量的增加。
(固体酸量的确定)
评估固体酸量和SO3还原率之间的关系。通过吡啶热吸附解吸法测定在试验例19至24中固体酸量。更具体地，将相同量的25mg石英粉末分别添加到试验例并将混合物在使用玻璃管中与高岭棉(Kaowool)混合。将石英玻璃管布置在电燃烧炉中，电燃烧炉布置在FID气相色谱中，随后将反应混合物在氦(He)气流中在450℃的温度条件下处理30分钟。随后将电燃烧炉维持在150℃，以0.5μl注入吡啶4至6次直到得到脉冲方面的饱和，并将吡啶吸附到各试验例。随后将电燃烧炉的温度以30℃/min的速率升温，通过FID气相色谱测定解吸的吡啶，并基于在TPD谱中得到的最高值确定各个试验例的固体酸量。
图8示出了分别在试验例19至24中测得的固体酸量(μmol/g·催化剂)(μmol/g·cata)和SO3还原率(％)之间的关系。对于图8，催化剂的固体酸量越大，SO3还原率越高。特别地，在其中固体酸量是200μmol/g·催化剂至300μmol/g·催化剂的试验例中，SO3还原率高。从这些结果可以发现随着固体酸量增加对于SO3的还原更有效率。
[实施例4]
制备具有还另一种组成的催化剂并评估用于将SO3还原为SO2的活性金属的效果。
(催化剂H的制备)
将Ti的醇盐Ti(O-iC3H7)4和Si的醇盐Si(OCH3)3以95∶5(重量％)(分别以TiO2，SiO2计)的比例混合，将混合物添加到80℃水以水解，随后将反应混合物搅拌和熟化，过滤所得溶胶，并清洗所得凝胶化产物，干燥，并且在500℃加热和燃烧5小时以得到TiO2-SiO2复合氧化物(TiO2-SiO2粉末)的粉末。将所得粉末用作催化剂H。
(试验例25至32的制备)
将80重量％的水添加20重量％的催化剂H，通过湿法球磨将混合物研磨成粉以得到涂层浆料，并随后将浆料涂覆到包括高岭土作为其主要组分的陶瓷基材料上，并将得到的块体用作试验例25。此外，将分别用作V2O5，MoO3，Ag，WO3，Mn2O3，NiO和Co3O4的原料的预设量的各自的硫酸盐或硝酸盐溶液添加到催化剂H，浸渍溶液并负载组分，随后类似于试验例25将所得产物涂覆到相似的陶瓷基材料上，并且将所得产物用作试验例26至32。类似于实施例3对各试验例测量涂覆量，即约100g/m2。
表2示出了每个试验例的组成。
[表2]
表2-试验例组成2
(SO3去除试验V)
评估当使用丙烯(C3H6)作为SO3还原剂时各试验例还原SO3的能力。与实施例2相似，将SO3还原剂添加到燃烧烟道气，并允许包括SO3还原剂的燃烧烟道气流过布置在脱硝/SO3还原设备中使用SO3催化剂的催化剂层，并由此评估在燃烧烟道气已经流过催化剂层前后的SO3浓度的变化。试验结果和试验条件示于图9中。
图9示出了在0.1m2·h/Nm3下在试验例24至32中的SO3还原率(％)和脱硝率(％)。对于图9，试验例25的SO3还原率是52.2％。另一方面，试验例26的SO3还原率是11.4％，试验例27的SO3还原率是44.5％，且试验例28的SO3还原率是45.8％。试验例29的SO3还原率是56.0％，试验例30的SO3还原率是48.3％，试验例31的SO3还原率是41.8％，且试验例32的SO3还原率是39.7％。
试验例25的脱硝率是60.4％。另一方面，试验例的26脱硝率是94.4％，试验例27的脱硝率是82.4％，试验例28的脱硝率是55.5％，试验例29的脱硝率是73.4％，试验例30的脱硝率是50.9％，试验例31的脱硝率是46.2％，且试验例32的脱硝率是44.3％。
从这些结果，确认了通过对所有其中将V2O5，MoO3，Ag，WO3，Mn2O3，MnO2，NiO或Co3O4负载的试验例使用C3H6作为SO3还原剂可以得到SO3还原效果和脱硝效果。在其中负载MoO3，Ag，WO3，Mn2O3，MnO2，NiO或Co3O4的试验例27至32中，观察到高SO3还原效果。特别在它们之中的其中负载WO3的试验例29中观察到SO3还原效果和脱硝效果。从这一结果，发现用WO3填充的催化剂是有效的。
[实施例5]
制备具有还另一种组成的催化剂并评估SO3还原能力和脱硝能力。
(试验例33至37的制备)
除了每100重量％的复合氧化物使用偏矾酸铵将0.3重量％的V2O5负载和同时使用仲钨酸铵将9重量％的WO3负载外，以与制备催化剂B的情况相似的方法制备其中将V2O5-WO3负载到TiO2的催化剂I，并将催化剂I用作试验例33。除了每100重量％的复合氧化物将0.3重量％的V2O5负载和同时将9重量％的WO3负载外，以与制备催化剂B的情况相似的方法制备其中将V2O5-WO3负载到TiO2-SiO2复合氧化物的催化剂J，并将催化剂J用作试验例34。将催化剂J用金属硅酸盐以25g/m2涂覆以得到催化剂K，并将所得催化剂K用作试验例35。将催化剂B用作试验例36。除了每100重量％的复合氧化物将0.7重量％的V2O5负载和同时将9重量％的WO3负载外，以与制备催化剂B的情况相似的方法制备其中将V2O5-WO3负载到TiO2的催化剂L并将催化剂L用作试验例37。图3示出了各自试验例的组成。
[表3]
表3-试验例组成3
(SO3去除试验VI)
评估当使用丙烯(C3H6)作为SO3还原剂时各自试验例还原SO3的能力。与实施例2相似，将SO3还原剂添加到燃烧烟道气，并允许包括SO3还原剂的燃烧烟道气流过布置在脱硝/SO3还原设备中使用SO3催化剂的催化剂层，并由此评估在燃烧烟道气已经流过催化剂层前后的SO3浓度的变化。试验结果和试验条件示于图10和11中。
图10示出了在0.1(1/AV：m2·h/Nm3)下试验例33至37中SO3还原率(％)。对于图10，试验例33的SO3还原率是33.3％。另一方面，试验例34的SO3还原率是58.4％，试验例35的SO3还原率是75.6％，试验例36的SO3还原率是68.6％，且试验例37的SO3还原率是79.9％。
图11示出了在0.10(1/AV：m2·h/Nm3)下在试验例33至37中从燃烧烟道气的脱硝率(％)。对于图11，试验例33的脱硝率是95.3％，试验例34的脱硝率是95.1％，试验例35的脱硝率是91.1％，试验例36的脱硝率是91.4％，且试验例37的脱硝率是91.8％。
从这些结果，发现在所有试验例中，可以得到高SO3还原能力和高脱硝能力。此外，在试验例34至37中，如预期的观察到较试验例33更高的将SO3还原为SO2的高性能。
工业实用性
根据本发明的烟道气处理方法和脱硝/SO3还原设备，与常规的那些相比，使得在更低处理成本下同时将燃烧烟道气中的NOx脱硝和降低燃烧烟道气中SO3的浓度成为可能。
参考标记表
1 燃烧炉
2 烟道气烟道
3 ECO
4 ECO旁路
5，15，25 脱硝/SO3还原设备
6，16，26 第一注入装置
7，17，27 第二注入装置
8 催化剂层
18，28 第一催化剂层
19，29 第二催化剂层

Claims (8)

1.一种烟道气处理方法，所述烟道气处理方法包括以下步骤
将3C-5C烯烃作为第一添加剂添加到包括SO3以及NOx的燃烧烟道气；并且随后
将所述燃烧烟道气与催化剂接触，所述催化剂包括由一种或多种选自由Ti、Si、Zr和Ce组成的组的元素构成的氧化物和/或由两种或更多种选自所述组的元素构成的混合氧化物和/或复合氧化物作为载体并且所述催化剂不包括贵金属，并由此将SO3通过还原为SO2进行处理，
其中在所述复合氧化物作为载体的情况下，所述催化剂是其中将金属氧化物负载在作为所述载体的所述复合氧化物上的催化剂，所述金属氧化物包括选自由V2O5、WO3、MoO3、Mn2O3、MnO2、NiO和Co3O4组成的组的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的烟道气处理方法，其中所述3C-5C烯烃是选自由C3H6、C4H8和C5H10组成的组的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的烟道气处理方法，其中所述C4H8是几何异构体或外消旋体，并且所述C5H10是几何异构体或外消旋体。
4.根据权利要求1所述的烟道气处理方法，其中所述载体包括：包括选自由TiO2-SiO2、TiO2-ZrO2和TiO2-CeO2组成的组的一种或多种的混合氧化物和/或复合氧化物。
5.根据权利要求1所述的烟道气处理方法，其中将金属硅酸盐系复合氧化物涂覆到所述催化剂上，在所述金属硅酸盐系复合氧化物中用选自由Ti、V、Mn、Fe和Co组成的组的一种或多种取代沸石晶体结构中至少部分的Al和/或Si。
6.根据权利要求1所述的烟道气处理方法，其中用于将SO3还原为SO2的处理在250℃至450℃的温度范围内进行。
7.根据权利要求6所述的烟道气处理方法，其中用于将SO3还原为SO2的处理在300℃至400℃的温度范围内进行。
8.根据权利要求1所述的烟道气处理方法，其中当SO3通过利用所述第一添加剂被还原处理成SO2时，NH3被添加到燃烧烟道气中作为第二添加剂，并且由此同时进行燃烧烟道气中的脱硝和SO3还原。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5748895B1 (ja) * 2014-11-07 2015-07-15 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排ガス処理システム及び処理方法
JP6535555B2 (ja) 2015-09-14 2019-06-26 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ボイラ
CN105214720B (zh) * 2015-10-14 2017-11-10 无锡威孚环保催化剂有限公司 用于机动车尾气nox消除的分子筛催化剂的制备方法
CN106040247A (zh) * 2016-05-30 2016-10-26 中船重工海博威（江苏）科技发展有限公司 一种用于氨选择性催化氧化的催化剂及其制备方法
CN106179397B (zh) * 2016-06-27 2019-04-30 翁夏翔 一种钯钌型汽油车用催化剂及其制备方法
BR112019012724A2 (pt) * 2016-12-20 2019-11-26 Umicore Ag & Co Kg dispositivo catalisador scr contendo óxido de vanádio e peneira molecular contendo ferro
CN107308783B (zh) * 2017-08-31 2021-02-26 山东瑞嘉通风环保科技有限公司 一种烟气湿法同时脱硫脱硝工艺
US11484874B2 (en) * 2017-12-18 2022-11-01 Basf Qtech Inc. Catalytic coatings, methods of making and use thereof
TWI731290B (zh) * 2019-01-14 2021-06-21 富利康科技股份有限公司 應用陶纖濾管之低溫觸媒脫硝除塵的方法及設備
CN109985619A (zh) * 2019-04-15 2019-07-09 湖北省轻工业科学研究设计院 一种高效烟气处理scr脱硝催化剂及其制备方法
CN111167274B (zh) * 2020-01-19 2021-11-12 中南大学 一种从冶炼烟气中脱除三氧化硫的方法及其脱除装置
CN112495157A (zh) * 2020-09-30 2021-03-16 山东大学 一种协同脱除三氧化硫及氯化氢的装置及工艺
CN112426861A (zh) * 2020-11-11 2021-03-02 福建三宝钢铁有限公司 一种高效脱硫脱硝系统及方法
CN113070072B (zh) * 2021-03-30 2023-10-27 西安建筑科技大学 一种用于脱硫脱硝催化剂及其制备方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49133269A (zh) * 1973-04-26 1974-12-20
JPS52122293A (en) * 1976-04-08 1977-10-14 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd Catalyst for purifying nox
DE2811788A1 (de) * 1977-03-23 1978-09-28 Johnson Matthey Co Ltd Katalysator fuer die verwendung in einem sauerstoff und schwefeldioxid enthaltenden gasstrom
JPS6090043A (ja) * 1983-10-21 1985-05-21 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd 窒素酸化物浄化用触媒
US5260043A (en) * 1991-08-01 1993-11-09 Air Products And Chemicals, Inc. Catalytic reduction of NOx and carbon monoxide using methane in the presence of oxygen
DE4132168A1 (de) * 1991-09-27 1993-04-01 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zur entfernung von stickoxiden aus abgasen
JPH07227523A (ja) * 1993-12-24 1995-08-29 Sakai Chem Ind Co Ltd 窒素酸化物接触還元方法
JPH0884912A (ja) * 1994-09-16 1996-04-02 Sakai Chem Ind Co Ltd 高効率窒素酸化物還元方法
JPH09201531A (ja) * 1996-01-29 1997-08-05 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化方法
JP3495527B2 (ja) 1996-10-28 2004-02-09 三菱重工業株式会社 三酸化硫黄還元処理方法
JP3495542B2 (ja) * 1997-02-17 2004-02-09 三菱重工業株式会社 三酸化硫黄還元処理方法
JP3495591B2 (ja) 1998-03-20 2004-02-09 三菱重工業株式会社 排ガス中の窒素酸化物及びｓｏ３の還元処理方法
CN1108849C (zh) * 1999-06-23 2003-05-21 中国石油化工集团公司 一种氮氧化物的脱除方法
JP2004255342A (ja) * 2003-02-27 2004-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス処理システムおよび排ガス処理方法
MXPA05011129A (es) * 2003-04-17 2005-12-14 Johnson Matthey Plc Metodo para descomponer el dioxido de nitrogeno.
JP2005028210A (ja) * 2003-07-07 2005-02-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス処理システム
JP4508597B2 (ja) * 2003-10-17 2010-07-21 三菱重工業株式会社 Ｓｏ３の還元処理が可能な排ガス処理用触媒、その製造方法、及び該排ガス処理用触媒を用いた排ガス処理方法
JP2005279372A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Osaka Gas Co Ltd 脱硝触媒およびそれを用いた脱硝方法
JP4813830B2 (ja) * 2004-10-14 2011-11-09 三菱重工業株式会社 排ガス処理触媒、排ガス処理方法および排ガス処理装置
US7491676B2 (en) * 2004-10-19 2009-02-17 Millennium Inorganic Chemicals High activity titania supported metal oxide DeNOx catalysts
WO2012132683A1 (ja) * 2011-03-29 2012-10-04 三菱重工業株式会社 砒素化合物の除去方法、脱硝触媒の再生方法、並びに、脱硝触媒
EP2739389B1 (en) * 2011-08-03 2020-01-08 Johnson Matthey PLC Method for producing extruded honeycomb catalysts
US8844269B2 (en) * 2012-03-16 2014-09-30 Cummins Inc. Aftertreatment system and method for pre-decomposed reductant solution
JP2014126298A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス中のｓｏ３含有量計測装置、重質燃料焚ボイラシステム及びその運転方法
CN112371164A (zh) * 2013-03-14 2021-02-19 巴斯夫公司 选择性催化还原催化剂系统
JP5748895B1 (ja) * 2014-11-07 2015-07-15 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排ガス処理システム及び処理方法

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