CN107088361A - 一种低温滴水吸收式催化脱硝方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温滴水吸收式催化脱硝方法，其解决了现有技术中烟气脱硝的运行成本较低、高湿度低温烟气的脱硝效率较低的问题，具有对烟气的温度要求较低，处理过程简单，运行成本低，脱硝效果稳定，且用水量较少的优点。其技术方案为：低温烟气流经催化剂层时，持续向催化剂层喷洒水雾，使催化剂层处于湿润状态，烟气中的NO在催化剂的催化作用下氧化为NO2，生成的NO2被水雾吸收。
Description
技术领域
本发明属于烟气脱硝技术领域，具体涉及一种低温滴水吸收式催化脱硝方法。
背景技术
氮氧化物(NOx)是主要大气污染物之一，形成的酸雨或酸雾与碳氢化合物结合形成光化学烟雾，破坏臭氧层。目前，60％以上的氮氧化物来自于煤燃烧产生的烟气。
目前世界上应用最多、最为成熟且最有成效的一种烟气脱硝技术是NH3-SCR技术(以氨为还原剂的选择催化还原NOx)。NH3-SCR技术脱硝效率高，成熟可靠，适应性强，特别适合煤质多变、机组负荷变动频繁以及对空气质量要求较敏感的区域的燃煤机组上使用。SCR技术由于采用喷入氨为还原剂，会对管道产生腐蚀；控制不当易使氨逃逸，会产生二次污染，并且会造成空气预热器堵塞等问题。同时，SCR技术的主要工作区间为350-420℃，当烟气温度较低时脱硝效率难以保证。当前的其他低温SCR脱硝技术则面临着提高抗硫性能和抗水性能的挑战，低温工况下，当烟气中水分含量较大时脱硝效率较低。
可用于低温脱硝的另一个技术为臭氧氧化技术，将氧/臭氧混合气注入烟道，将NOx氧化成高价态且易溶于水的N2O3和N2O5，然后通过洗涤形成HNO3，实现NOx的脱除。臭氧氧化技术工艺简单，但臭氧消耗量大，生成臭氧的能耗较高，运行成本较高。
综上所述，现有技术中烟气脱硝的运行成本较低、高湿度低温烟气的脱硝效率较低的问题，尚缺乏有效的解决方案。
发明内容
针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种低温滴水吸收式催化脱硝方法。采用该方法可以实现烟气的持续、高效、稳定脱硝。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种低温滴水吸收式催化脱硝方法，包括如下步骤：低温烟气流经催化剂层时，持续向催化剂层喷洒水雾，使催化剂层处于湿润状态，烟气中的NO在催化剂的催化作用下氧化为NO2，生成的NO2被水雾吸收；
所述催化剂包括多孔载体和负载在多孔载体上的过渡金属活性成分。
过渡金属活性成分为金属氧化物，可采用Cu、Mn、Ce、V、W、Fe、Co、Ni或Cr氧化物中的一种或几种的混合物。
催化剂为氧化催化剂，可在润湿状态下起到催化效果，主要作用为将NO催化氧化为NO2，并促进NO2在水中的吸收和硝酸液滴的生成。催化剂表面发生着NO氧化为NO2，和NO2溶于水生成硝酸两个过程，催化剂既促进NO的氧化，又促进硝酸的生成。
进一步的，所述低温烟气的温度为50-150℃。
进一步的，所述催化剂层中，过渡金属为Cu、Mn、Ce、V、W、Fe、Co、Ni或Cr中的一种或几种的混合物，多孔载体为活性炭、活性半焦、活性焦、分子筛、TiO2或Al2O3。
更进一步的，所述催化剂为蜂窝状、板式或颗粒状。
进一步的，催化剂床层的烟气空速为2000-10000h-1。
进一步的，催化剂层上喷洒的水雾流量与烟气流量的比例为0.001％-1％:1。
进一步的，所述催化剂层水平设置，在催化剂层的上方向催化剂喷洒水雾。
在催化剂上方喷洒水雾，水雾更容易湿润催化剂层，可以起到更好的催化效果。而且生成的NO2可以被喷洒的水雾吸收，便于除去NO2。
进一步的，在催化剂层下方设置收集容器，对水雾吸收NO2得到的硝酸溶液进行收集。
上述低温滴水吸收式催化脱硝方法在低温烟气脱硝中的应用，该脱硝方法所设置的烟气温度区段为50-150℃。
本发明的有益效果为：
本发明的脱硝方法对烟气的温度要求较低，处理过程简单，运行成本低，脱硝效果稳定，且用水量较少。基于上述特点，此技术可用于燃煤电站和钢铁、冶金、焦化、化工、玻璃、水泥、工业锅炉等多个行业，适用范围广泛。
该脱硝方法尤其适用于低温、高湿度的烟气脱硝。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
一种低温滴水吸收式催化脱硝方法，包括如下步骤：将催化剂层水平设置，90℃的低温烟气自下往上流经催化剂层，烟气空速为8000h-1，在催化剂层的上方持续向催化剂层喷洒水雾，喷洒的水雾流量与烟气流量的比例为1％:1，使催化剂层处于湿润状态，烟气中的NO在催化剂的催化作用下氧化为NO2，生成的NO2被水雾吸收，生成硝酸液滴，硝酸液滴沿催化剂壁面流下，并在催化剂层的底部进行收集。
所述催化剂包括活性炭多孔载体和负载在活性炭多孔载体上的氧化钴和氧化钨。烟气中NO的脱除效率为95％。
实施例2
一种低温滴水吸收式催化脱硝方法，包括如下步骤：将催化剂层水平设置，150℃的低温烟气自下往上流经催化剂层，烟气空速为10000h-1，在催化剂层的上方持续向催化剂层喷洒水雾，喷洒的水雾流量与烟气流量的比例为0.1％:1，使催化剂层处于湿润状态，烟气中的NO在催化剂的催化作用下氧化为NO2，生成的NO2被水雾吸收，生成硝酸液滴，硝酸液滴沿催化剂壁面流下，并在催化剂层的底部进行收集。
所述催化剂包括活性焦多孔载体和负载在活性焦多孔载体上的氧化镍。催化剂为颗粒状，颗粒状催化剂负载在网状结构上，形成催化剂层。烟气中NO的脱除效率为90％。
实施例3
一种低温滴水吸收式催化脱硝方法，包括如下步骤：将催化剂层水平设置，120℃的低温烟气自下往上流经催化剂层，烟气空速为4000h-1，在催化剂层的上方持续向催化剂层喷洒水雾，喷洒的水雾流量与烟气流量的比例为0.01％:1，使催化剂层处于湿润状态，烟气中的NO在催化剂的催化作用下氧化为NO2，生成的NO2被水雾吸收，生成硝酸液滴，硝酸液滴沿催化剂壁面流下，并在催化剂层的底部进行收集。
所述催化剂包括活性炭多孔载体和负载在活性炭多孔载体上的氧化铜和氧化铁。催化剂层为板式催化剂。烟气中NO的脱除效率为94％。
实施例4
一种低温滴水吸收式催化脱硝方法，包括如下步骤：将催化剂层水平设置，50℃的低温烟气自下往上流经催化剂层，烟气空速为2000h-1，在催化剂层的上方持续向催化剂层喷洒水雾，喷洒的水雾流量与烟气流量的比例为0.001％:1，使催化剂层处于湿润状态，烟气中的NO在催化剂的催化作用下氧化为NO2，生成的NO2被水雾吸收，生成硝酸液滴，硝酸液滴沿催化剂壁面流下，并在催化剂层的底部进行收集。
所述催化剂包括分子筛多孔载体和负载在分子筛多孔载体上的氧化钒、氧化铁和氧化铬。催化剂层为蜂窝状。烟气中NO的脱除效率为96％。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低温滴水吸收式催化脱硝方法，其特征在于：包括如下步骤：低温烟气流经催化剂层时，持续向催化剂层喷洒水雾，使催化剂层处于湿润状态，烟气中的NO在催化剂的催化作用下氧化为NO2，生成的NO2被水雾吸收；
所述催化剂包括多孔载体和负载在多孔载体上的过渡金属活性成分。
2.根据权利要求1所述的催化脱硝方法，其特征在于：所述低温烟气的温度为50-150℃。
3.根据权利要求1所述的催化脱硝方法，其特征在于：所述催化剂层中，过渡金属为Cu、Mn、Ce、V、W、Fe、Co、Ni或Cr中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求3所述的催化脱硝方法，其特征在于：多孔载体为活性炭、活性半焦、活性焦、分子筛、TiO2或Al2O3。
5.根据权利要求3所述的催化脱硝方法，其特征在于：所述催化剂层为蜂窝状、板式或颗粒状。
6.根据权利要求1所述的催化脱硝方法，其特征在于：催化剂床层的烟气空速为2000-10000h-1。
7.根据权利要求1所述的催化脱硝方法，其特征在于：催化剂层上喷洒的水雾流量与烟气流量的比例为0.001％-1％:1。
8.根据权利要求1所述的催化脱硝方法，其特征在于：所述催化剂层水平设置，在催化剂层的上方向催化剂喷洒水雾。
9.根据权利要求7所述的催化脱硝方法，其特征在于：在催化剂层下方设置收集容器，对水雾吸收NO2得到的硝酸溶液进行收集。
10.权利要求1-9任一所述低温滴水吸收式催化脱硝方法在低温烟气脱硝中的应用，该脱硝方法所设置的烟气温度区段为50-150℃。
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