CN106582279A - 一种基于脱汞脱氨改性催化剂的scr脱硝系统及其脱硝方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于燃煤锅炉排放的大气污染物控制技术领域,具体涉及一种基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统及其脱硝方法。所述SCR脱硝系统的SCR脱硝催化剂层下方设置脱硝改性催化剂层,脱硝改性催化剂层包括催化剂载体、脱硝的活性成分和脱汞脱氨的活性成分。本发明SCR脱硝系统能够实现SCR脱硝催化剂在正常脱硝的过程中,同时对烟气中的汞和氨气进行脱除,从而使烟气中零价汞和氨气的浓度分别降低99%和95%以上,成本低廉,适应电厂的实际运行条件。
Description
技术领域
本发明属于燃煤锅炉排放的大气污染物控制技术领域,具体涉及一种基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统及其脱硝方法。
背景技术
煤炭在我国能源消费结构的比重高达60%以上,并且超过一半的动力煤都是由火力发电行业所消耗的。煤炭在燃烧过程中会排放出大量污染物,主要有二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、烟尘、以及砷、汞、铬等重金属,因此燃煤电厂在运行过程中均配套有脱硫、脱硝、除尘等环保设施。
目前我国燃煤中含汞量偏高,燃煤烟气中汞污染问题较为严峻。烟气中的汞存在形式主要包括气相汞(零价汞Hg0和气相二价汞Hg2+)与固相汞颗粒,这三者称为总汞。对于固相汞,静电除尘器和布袋除尘器等除尘设备对烟气中的汞具有较好的去除效果,其中经过布袋除尘器后能去除约99%的固相汞颗粒。对于二价汞,脱硫设施的温度相对较低,有利于零价汞和二价汞的吸收,是目前去除汞最有效的净化设备,由于烟气中的二价汞极易溶于水或其他吸收液体,因此湿式脱硫系统对汞具有较好的去除效果,用石灰石做吸收剂的脱硫系统对总汞的去除率为10%~84%,具体效果主要受烟气中二价汞含量的影响,因此在进入脱硫塔之前,将烟气中的零价汞氧化为二价汞,可使脱硫系统的脱汞效率达到90%左右。对于零价汞,由于其易挥发性和低水溶性,很难被现有烟气净化装置去除,而利用现有的选择性催化还原脱硝(Selective Catalytic Reduction,SCR)装置,将烟气中的零价汞转化为二价汞,进而被脱硫塔吸收脱除,是目前燃煤电厂烟气脱汞最为行之有效的方法。
然而,现有常规的SCR催化剂在烟气中HCl浓度较低时,对零价汞的氧化转化率较低,而且现有SCR系统在实际运行过程中也会产生诸多问题,因此,对现有的SCR系统进行改进和优化是极为必要的。在脱硝系统运行过程中,由于喷氨不均、烟气流速分布不均、部分区域催化剂活性降低、催化剂堵塞、锅炉机组负荷变动等问题,会使脱硝系统出口的氨逃逸浓度超过行业标准DL/T296-2011《火电厂烟气脱硝技术导则》中3ppm的排放浓度要求,甚至高达50ppm。当烟气中的氨逃逸浓度超标时,会与烟气中SO2气体反应生成大量的硫酸氢铵产物,进而使后续空气预热器、除尘器等设备发生堵塞、大量积灰等后果,严重威胁到机组的正常稳定运行,甚至会导致机组的自动停运。目前解决氨逃逸超标问题最常用的方案是进行AIG喷氨优化调整,使喷氨浓度分布情况与脱硝系统入口的NOx浓度分布情况相一致,从而降低脱硝系统出口的氨逃逸浓度。然而,AIG喷氨优化调整的结果仅适用于特定锅炉负荷与特定运行工况,当进行设备运行调整或锅炉负荷偏离喷氨调整时的负荷值时,脱硝系统出口的氨逃逸浓度会重新超过标准要求。目前,在现有技术之中,尚未出现针对燃煤电厂脱硝出口逃逸氨脱除的装置及系统,氨逃逸问题已经成为燃煤电厂脱硝系统运行过程中的一大顽疾,且严重威胁到锅炉机组的正常稳定运行。因此,对现有的脱硝系统进行升级改造,使其同时具备脱硝、脱汞、脱氨的作用,对于锅炉机组的正常稳定运行,以及大气污染物排放的防治,都具有非常重要的意义。
申请号为200710056740.7的中国专利公开了一种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的吸附脱附床,防止氨逃逸,该吸附脱附床具有吸附和脱附两个回路交替工作。然而,活性碳纤维吸附材料在高尘烟气中工作时,不仅沿程阻力损失非常大,而且吸附脱附床很快就会被烟尘堵塞,运行成本高,无法适应电厂的实际运行条件,同时该专利无法实现对烟气中汞污染物的同时脱除。
申请号为201610357128.2的中国专利公开了一种燃煤电厂处理脱硫废水同时脱氮脱汞的方法和装置,该专利涉及燃煤锅炉烟气治理,所述装置设有锅炉燃烧器、雾化喷嘴、脱硫废水输送管道、锅炉、烟道、除尘器、脱硫塔、烟囱、石膏堆、反应池、澄清池和清水池。烟气湿法脱硫废水从脱硫塔排出之后,依次经过反应池、澄清池、清水池进行常规废水处理,即经过调节pH,去除重金属离子和悬浮物后,将清液输送至锅炉燃烧器中心处,采用雾化喷嘴将其雾化,使雾化后的脱硫废水与煤粉混合后进入锅炉的炉膛燃烧区进行燃烧,当清液消耗不完时,将余下的清液输送至除尘器前的烟道中,采用雾化喷嘴将其雾化后喷出,保证雾化后的液滴粒径较小,在进入除尘器前蒸发完毕。该装置可以降低炉膛出口10%~30%的NOx浓度,并除去烟气中大部分的Hg2+与固相汞颗粒,但是Hg0的去除率受到烟气成分的影响而不稳定,且通过降低炉膛出口NOx浓度而间接降低氨逃逸浓度的方法可靠性较差。
申请号为201610826767.9的中国专利公开了一种烟气脱汞脱硫除尘系统及工艺,在传统的烟气污染物控制装置上增设一个转换阀门及布袋除尘器,并可以根据富氧燃烧或空气燃烧条件转换阀门,改变烟气流道,在富氧燃烧条件下可以通过在布袋除尘器中放置由传统的烟气污染物控制装置的飞灰制得的吸附剂来进行深度脱汞,解决了活性炭深度脱汞成本昂贵、除尘器负荷升高及飞灰质量下降的问题。该专利装置包括依次串联连接的静电除尘器、湿法脱硫装置、烟气再热器、转换阀门,以及布袋除尘器、CO2收集装置、沉淀池、含汞吸附剂收集装置以及吸附剂制备子系统。然而该系统仅适用于可以采用富氧燃烧的燃煤锅炉,无法适用于普通的燃煤电厂锅炉系统。
发明内容
为克服上述缺陷,本发明的目的在于提供一种基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统及其脱硝方法,能够实现SCR脱硝催化剂在正常脱硝的过程中,同时对烟气中的汞和氨气进行脱除,从而使烟气中零价汞和氨气的浓度分别降低99%和95%以上,成本低廉,适应电厂的实际运行条件。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统,包括燃煤烟气依次流经的脱硝系统入口烟道、灰斗、喷氨格栅、导流叶片、整流格栅、SCR脱硝催化剂层和脱硝系统出口烟道,所述SCR脱硝催化剂层下方设置脱硝改性催化剂层,所述脱硝改性催化剂层包括催化剂载体、脱硝的活性成分和脱汞脱氨的活性成分。
优选地,所述催化剂载体为TiO2,脱硝的活性成分为V2O5和/或WO3,脱汞脱氨的活性成分为CuO、MoO3和RuO2金属氧化物中至少一种。
优选地,所述V2O5的重量百分含量为1~5%,所述WO3的重量百分含量为5~10%;所述脱汞脱氨的活性成分中金属元素的含量为1.5~2.5%Cu、0.8~1.2%Mo和0.8~1.2%Ru。
优选地,所述SCR脱硝催化剂层和脱硝改性催化剂层工作在烟气温度为320~400℃的区域内。
优选地,所述SCR脱硝催化剂层为2~4层。
优选地,所述SCR脱硝催化剂层包括催化剂载体和脱硝效果的活性成分,所述催化剂载体为TiO2,脱硝的活性成分为V2O5和/或WO3,所述V2O5的重量百分含量为1~5%,所述WO3的重量百分含量为5~10%。
优选地,所述脱硝改性催化剂层为1层。
优选地,所述脱硝改性催化剂层的制备方法包括以下步骤:将SCR脱硝催化剂层的催化剂单元浸渍在15~35g/L的硝酸铜溶液、10~20g/L的硝酸钼和10~25g/L的亚硝酰基硝酸钌至少一种溶液中,浸泡6~12h,取出滤干后置于煅烧炉内在100~120℃温度下干燥10~15h,然后在400~500℃温度下焙烧4~6h,最终得到含有Cu 1.5~2.5%、Mo 0.8~1.2%或Ru 0.8~1.2%金属元素中至少一种的脱硝改性催化剂层,其存在形式分别为CuO、MoO3和RuO2。
一种利用上述的基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统进行的脱硝方法,包括以下步骤:
(1)由省煤器出口烟道排出的320~400℃的烟气,经脱硝系统入口烟道进入SCR脱硝系统;
(2)然后烟气中的NH3与NOx在SCR脱硝催化剂层的作用下发生氧化还原反应,脱除烟气中的NOx气体;
(3)烟气流经脱硝改性催化剂层,在脱硝改性催化剂层的作用下,逃逸氨被氧化脱除,同时烟气中的零价汞也被氧化;
(4)最终烟气由脱硝系统出口烟道流出SCR脱硝系统,同时进入空预器入口烟道中。
本发明的积极有益效果:
1.本发明SCR脱硝系统实现了脱硝系统出口烟道内逃逸氨的脱除,在氨气脱除催化剂的作用下,氨气脱除率为95%以上,使氨逃逸浓度大幅降低,可满足全时段、全工况、变工况等任意条件下,脱硝系统出口的氨逃逸浓度始终在3ppm以内。逃逸氨的脱除缓解了脱硝效率与氨逃逸浓度之间的矛盾关系,能够实现在提高脱硝效率和喷氨量的同时,氨逃逸浓度始终满足排放浓度要求,从而使脱硝效率与氨逃逸浓度之间不再相互制约。氨逃逸浓度的大幅降低,消除了后续空预器、除尘器等设备发生堵塞、严重积灰的可能性,保证了机组的正常稳定运行。
本发明实现了脱硝系统在较低HCl浓度时,也具有非常高的零价汞氧化效率。经过Cu、Mo或Ru金属元素改性后的SCR催化剂,在极低的HCl浓度烟气中,例如:5ppm,其零价汞的氧化转化率也可维持在99%以上,在后续除尘器、脱硫塔环保设施的共同作用下,总汞脱除率可达99%以上。
本发明脱硝系统集成性能较高,在SCR脱硝系统正常运行的前提下,还实现了同时脱汞脱氨的效果,从而使烟气中零价汞和氨气的浓度分别降低99%和95%以上。
2.高硫煤比低硫煤具有更低的价格成本,在烟气中氨逃逸浓度降低的前提下,后续空预器、除尘器等设备的堵塞情况也会极大程度地得到缓解,因此可以适当放宽烟气中SO2及SO3浓度的限制,燃用硫分更高、价格更低的煤种。总汞脱除率的大幅提升,也可以保证在燃用含汞量更大的煤种时,总汞排放浓度远低于GB 13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》中0.03mg/m3(标态,干基,6%O2)的标准要求。因此,在保证各部分系统正常运行的情况下,适当燃用品质更差、价格更低的煤种,可以降低电厂的运行成本,并为高硫煤的大量清洁利用创造了条件。
3.本发明所提出的基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统,在原有的SCR脱硝催化剂层基础上进行改进,即对最下层的SCR脱硝催化剂层进行改性或者在最下层的SCR脱硝催化剂层增加一层脱硝改性催化剂层,就可提高脱汞脱氨的效果,相比于增加其他净化装置而言,极大程度地降低了设备投资费用和运行维护成本,且改造过程简单易行,改造之后脱汞、脱氨效率均较高,较好地实现了多种气态污染物的一体化脱除处理,适应电厂的实际运行条件。
附图说明
图1为本发明基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统结构示意图;
其中:1-脱硝系统出口烟道,2-灰斗,3-脱硝系统入口烟道,4-喷氨格栅,5-导流叶片,6-整流格栅,7-SCR脱硝催化剂层,8-脱硝改性催化剂层。
具体实施方式
下面结合一些具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1,一种基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统,包括燃煤烟气依次流经的脱硝系统入口烟道3、灰斗2、喷氨格栅4、导流叶片5、整流格栅6、SCR脱硝催化剂层7、脱硝系统出口烟道1,所述SCR脱硝催化剂层7下方设置脱硝改性催化剂层8,所述脱硝改性催化剂层8包括催化剂载体、脱硝的活性成分和脱汞脱氨的活性成分。
所述脱硝改性催化剂层8中催化剂载体为TiO2,脱硝的活性成分为V2O5和/或WO3,脱汞脱氨的活性成分为CuO、MoO3和RuO2金属氧化物中至少一种。
所述V2O5的重量百分含量为1~5%,所述WO3的重量百分含量为5~10%;所述脱汞脱氨的活性成分中金属元素的含量为1.5~2.5%Cu、0.8~1.2%Mo和0.8~1.2%Ru。
所述SCR脱硝催化剂层和所述脱硝改性催化剂层工作在烟气温度为320~400℃的区域内。
所述SCR脱硝催化剂层7为2~4层布置。
所述SCR脱硝催化剂层包括催化剂载体和脱硝的活性成分,所述催化剂载体为TiO2,脱硝的活性成分为V2O5和/或WO3,所述V2O5的重量百分含量为1~5%,所述WO3的重量百分含量为5~10%。
所述脱硝改性催化剂层8为1层布置。
所述脱硝系统脱硝系统出口烟道还设置除尘器和脱硫塔。
所述基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统位于锅炉系统的省煤器与空预器之间,所述脱硝系统入口烟道3与省煤器出口烟道相连接,所述脱硝系统出口烟道1、空气预热器、除尘器、脱硫塔依次连接。
所述脱硝改性催化剂层8的制备方法包括以下步骤:将SCR脱硝催化剂层7的催化剂单元,由浸渍液浸泡6~12h,所述浸泡液用量为每1m3催化剂单元使用700-800mL浸渍液,所述浸渍液中含有硝酸铜、硝酸钼和亚硝酰基硝酸钌中至少一种,所述硝酸铜浓度为15~35g/L、硝酸钼浓度为10~20g/L和亚硝酰基硝酸钌浓度为10~25g/L,取出滤干后置于煅烧炉内在100~120℃温度下干燥10~15h,然后在400~500℃温度下焙烧4~6h,最终得到含有Cu 1.5~2.5%、Mo0.8~1.2%或Ru 0.8~1.2%金属元素中至少一种的脱硝改性催化剂层,其存在形式分别为CuO、MoO3和RuO2。
所述喷氨格栅4所喷入的氨气,来源于液氨或尿素。
所述喷氨格栅4的喷出氨液中氨氮摩尔比为0.9-1.3:1。
SCR脱硝催化剂层7中发生的反应主要是在催化剂的作用下,喷入的还原剂转化出的NH3与烟气中的NOx发生氧化还原反应,生成N2和H2O,主要反应方程式为:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
在理想的情况下,NOx可以与NH3完全反应,在实际运行过程中,SCR脱硝催化剂层7出口的NOx浓度可以达到50mg/m3(标态,干基,6%O2)以下。
脱硝改性催化剂层8中除了发生常规的脱硝反应,另外在改性催化剂的作用下,还会发生脱汞和脱氨的反应:
Hg0+Cl2→HgCl2
2Hg0+O2→2HgO
HgO+2HCl→HgCl2+H2O
4NH3+3O2→2N2+6H2O
一种利用上述的基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统进行的脱硝方法,包括以下步骤:
(1)由省煤器出口烟道排出的320~400℃的烟气,经脱硝系统入口烟道3进入SCR脱硝系统;竖直烟道底部的灰斗2用以收集去除烟气中夹带并沉积的部分灰尘;
(2)烟气流经喷氨格栅4时,与均匀喷入的氨气相混合;烟气通过导流叶片5和整流格栅6之后,流速分布变得较为均匀;然后烟气中的NH3与NOx在SCR脱硝催化剂层7的作用下发生氧化还原反应,脱除烟气中的NOx气体,使NOx浓度降至50mg/m3(标态,干基,6%O2)以下;
(3)之后烟气流经脱硝改性催化剂层8,在脱硝改性催化剂层8的作用下,逃逸氨被氧化脱除,氨逃逸脱除率为95%以上,且烟气中的氨逃逸浓度降至3ppm以下,同时烟气中的零价汞也被氧化,氧化率在99%以上;最终,烟气中的NOx浓度、氨逃逸浓度和零价汞浓度均达到标准DL/T 296-2011和GB 13223-2011中相关要求;
(4)烟气由脱硝系统出口烟道1流出SCR脱硝系统,同时进入空预器入口烟道中。
值得注意的是,虽然改造之后的脱硝系统对零价汞的氧化效率达到99%以上,但零价汞均转化为二价汞依然存在于烟气之中,需要后续脱硫塔设备的进一步作用,才可以脱除烟气内的二价汞,从而使烟气中的总汞浓度降至0.03mg/m3(标态,干基,6%O2)以下。
实施例1
对某燃煤电厂的600MW机组脱硝系统进行升级改造,在原有的3层SCR脱硝催化剂层中,对最底层催化剂层利用Cu、Mo和Ru的金属化合物进行改性处理,使脱硝系统变为2层SCR脱硝脱硝催化剂层+1层脱硝改性催化剂层的形式。本实施例的系统与流程如上所述,不再重述。
所述脱硝改性催化剂层的制备方法包括以下步骤:将SCR脱硝催化剂层的催化剂单元,由浸渍液浸泡10h,所述浸泡液用量为每1m3催化剂单元使用700mL浸渍液,所述浸渍液中硝酸铜浓度为25g/L,硝酸钼浓度为15g/L,亚硝酰基硝酸钌浓度为20g/L,取出滤干后置于煅烧炉内在100℃温度下干燥12h,然后在400℃温度下焙烧6h,最终得到含有2%Cu、1%Mo和1%Ru金属元素的脱硝改性催化剂层,其存在形式分别为CuO、MoO3和RuO2。
所述SCR脱硝催化剂层中催化剂的活性成分为V2O5和WO3,含量分别为5%和10%;所述脱硝改性催化剂层中脱硝效果的活性成分为V2O5和WO3,含量分别为5%和10%,脱汞脱氨效果的活性成分为CuO、MoO3和RuO2,金属元素含量分别为2%Cu、1%Mo和1%Ru。本实施例的系统与流程如上所述,不再重述。
为了验证改造之后的基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统实际工作性能,在烟气中NOx浓度和喷氨量均最大的100%额定负荷下,对新型SCR脱硝系统开展脱硝性能试验,试验在烟道A侧与B侧同时展开,且每个试验测点都设置12个均布的测孔,试验结果取12个测孔的平均值,具体试验结果如表1所示。
表1实施例1脱硝性能试验结果
从表1可知,基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统出口的NOx浓度、氨逃逸浓度均在标准要求的范围之下,尤其是氨逃逸浓度远低于3ppm的标准要求,同时脱硫系统出口的总汞浓度也远低于0.03mg/m3(标态,干基,6%O2)的标准要求。
实施例2
对某燃煤电厂的350MW机组脱硝系统进行升级改造,在原有的2层SCR脱硝催化剂层的基础上,底部加装1层由Cu、Mo和Cu的金属化合物进行改性处理后的脱硝改性催化剂层。本实施例的系统与流程如上所述,不再重述。
所述脱硝改性催化剂层的制备方法包括以下步骤:将SCR脱硝催化剂层的催化剂单元,由浸渍液浸泡10h,所述浸泡液用量为每1m3催化剂单元使用800mL浸渍液,所述浸渍液中硝酸钼浓度为15g/L,亚硝酰基硝酸钌浓度为20g/L,取出滤干后置于煅烧炉内在120℃温度下干燥12h,然后在500℃温度下焙烧5h,最终得到含有1%Mo和1%Ru金属元素的脱硝改性催化剂层,其存在形式分别为MoO3和RuO2。
所述SCR脱硝催化剂层中催化剂的活性成分为WO3,含量为10%;所述脱硝改性催化剂层中脱硝效果的活性成分为WO3,含量为10%,脱汞脱氨效果的活性成分为MoO3和RuO2,金属元素含量为1%Mo和1%Ru。本实施例的系统与流程如上所述,不再重述。
为了验证改造之后的基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统实际工作性能,在烟气中NOx浓度和喷氨量均最大的100%额定负荷下,对新型SCR脱硝系统开展脱硝性能试验,试验在烟道A侧与B侧同时展开,且每个试验测点都设置8个均布的测孔,试验结果取8个测孔的平均值,具体试验结果如表2所示。
表2实施例2脱硝性能试验结果
项目 | 单位 | A侧 | B侧 | 平均值 |
脱硝系统入口NOx浓度 | mg/m3(标态,干基,6%O2) | 460.8 | 455.2 | 458.0 |
脱硝系统出口NOx浓度 | mg/m3(标态,干基,6%O2) | 20.4 | 19.8 | 20.1 |
脱硝效率 | % | 95.6 | 95.7 | 95.7 |
烟气流量 | 104m3/h(标态,干基) | 60.4 | 65.7 | 63.1 |
理论氨耗量 | kg/h | 131.1 | 141.0 | 136.1 |
实际喷氨量 | kg/h | 140.0 | 150.0 | 145.0 |
氨氮摩尔比 | — | 1.07 | 1.06 | 1.07 |
脱硝改性催化剂层上方氨逃逸浓度 | ppm | 19.4 | 18.0 | 18.7 |
脱硝改性催化剂层下方氨逃逸浓度 | ppm | 0.6 | 0.7 | 0.7 |
脱硝改性催化剂层氨气脱除率 | % | 96.9 | 96.1 | 96.5 |
脱硝改性催化剂层上方零价汞浓度 | μg/m3(标态,干基,6%O2) | 150.2 | 145.9 | 148.1 |
脱硝改性催化剂层下方零价汞浓度 | μg/m3(标态,干基,6%O2) | 0.6 | 0.5 | 0.6 |
脱硝改性催化剂层零价汞脱除率 | % | 99.6 | 99.7 | 99.7 |
脱硫系统出口总汞浓度 | μg/m3(标态,干基,6%O2) | 0.8 | 0.7 | 0.8 |
从表2可知,基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统出口的NOx浓度、氨逃逸浓度均在标准要求的范围之下,尤其是氨逃逸浓度远低于3ppm的标准要求,同时脱硫系统出口的总汞浓度也远低于0.03mg/m3(标态,干基,6%O2)的标准要求。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统,包括燃煤烟气依次流经的脱硝系统入口烟道、灰斗、喷氨格栅、导流叶片、整流格栅、SCR脱硝催化剂层和脱硝系统出口烟道,其特征在于,所述SCR脱硝催化剂层下方设置脱硝改性催化剂层,所述脱硝改性催化剂层包括催化剂载体、脱硝的活性成分和脱汞脱氨的活性成分。
2.根据权利要求1所述的基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统,其特征在于,所述催化剂载体为TiO2,脱硝的活性成分为V2O5和/或WO3,脱汞脱氨的活性成分为CuO、MoO3和RuO2金属氧化物中至少一种。
3.根据权利要求2所述的基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统,其特征在于,所述V2O5的重量百分含量为1~5%,所述WO3的重量百分含量为5~10%;所述脱汞脱氨的活性成分中金属元素的含量为1.5~2.5%Cu、0.8~1.2%Mo和0.8~1.2%Ru。
4.根据权利要求1所述的基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统,其特征在于,所述SCR脱硝催化剂层和脱硝改性催化剂层工作在烟气温度为320~400℃的区域内。
5.根据权利要求1所述的基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统,其特征在于,所述SCR脱硝催化剂层为2~4层。
6.根据权利要求1所述的基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统,其特征在于,所述SCR脱硝催化剂层包括催化剂载体和脱硝效果的活性成分,所述催化剂载体为TiO2,脱硝的活性成分为V2O5和/或WO3,所述V2O5的重量百分含量为1~5%,所述WO3的重量百分含量为5~10%。
7.根据权利要求1所述的基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统,其特征在于,所述脱硝改性催化剂层为1层。
8.根据权利要求1-7任一项所述的基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统,其特征在于,所述脱硝改性催化剂层的制备方法包括以下步骤:将SCR脱硝催化剂层的催化剂单元浸渍在15~35g/L的硝酸铜溶液、10~20g/L的硝酸钼和10~25g/L的亚硝酰基硝酸钌至少一种溶液中,浸泡6~12h,取出滤干后置于煅烧炉内在100~120℃温度下干燥10~15h,然后在400~500℃温度下焙烧4~6h,最终得到含有Cu、Mo或Ru金属元素中至少一种的脱硝改性催化剂层,其存在形式分别为CuO、MoO3和RuO2。
9.一种利用权利要求1-8任一项所述的基于脱汞脱氨改性催化剂的SCR脱硝系统进行的脱硝方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)由省煤器出口烟道排出的320~400℃的烟气,经脱硝系统入口烟道进入SCR脱硝系统;
(2)然后烟气中的NH3与NOx在SCR脱硝催化剂层的作用下发生氧化还原反应,脱除烟气中的NOx气体;
(3)烟气流经脱硝改性催化剂层,在脱硝改性催化剂层的作用下,逃逸氨被氧化脱除,同时烟气中的零价汞也被氧化;
(4)最终烟气由脱硝系统出口烟道流出SCR脱硝系统,同时进入空预器入口烟道中。
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