CN109806764A - 一种工业烟气储存还原脱硝系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种工业烟气储存还原脱硝系统和方法,所述方法包括:(1)工业烟气中NOx的瞬时排放浓度较高时,将工业烟气通入催化剂层,其中的NOx以硝酸盐或亚硝酸盐的形式被催化剂氧化储存;(2)工业烟气中NOx的瞬时排放浓度较低时,对工业烟气加热,同时喷入还原剂,释放并还原被储存的NOx。本发明有效避免了由于瞬时排放浓度剧烈变化引起的现有工业烟气脱硝技术对于波动性烟气条件响应时间慢,瞬时高浓度不能达到排放标准等问题。同时,本发明采用了固定床式的脱硝催化反应装置,实现了原位储存和还原过程,有效避免了物料循环性差、催化剂再生率低,甚至堵塞反应装置的现象发生。
Description
技术领域
本发明属于烟气净化技术领域,涉及一种工业烟气储存还原脱硝系统和方法,尤其涉及一种根据NOx瞬时浓度变化情况,将脱硝分为储存过程和还原过程的系统和方法。
背景技术
工业烟气中的NOx瞬时排放浓度会随着工况条件的改变呈波动性变化,现有脱硝技术主要包括NH3-SCR、碱液直接吸收法、臭氧氧化+碱液吸收法、活性炭吸附法等,能够满足瞬时排放浓度基本恒定情况下的脱硝要求。而部分烟气中NOx的瞬时排放浓度的变化规律如图1所示呈周期性变化,以有色冶炼烟气、回转窑烟气为例,其NOx瞬时排放浓度不断变化,峰值最高可达10000mg/m3,周期内同时存在NOx瞬时排放浓度为零的时刻。将在用的脱硝技术应用于此类烟气条件的治理主要存在以下问题:
(1)NH3-SCR的还原效率一般不超过95%,当NOx瞬时排放浓度达10000mg/m3时,不能够满足100mg/m3的排放标准;且喷氨量不能与剧烈变化的NOx瞬时浓度实时匹配,容易由于氨气泄露造成二次污染。
(2)碱液直接吸收法产生大量NO3 -、NO2 -超标废液。
(3)臭氧氧化+碱液吸收法需要根据NOx排放浓度实时调节臭氧浓度,但过程中需要一定的响应时间。
(4)活性炭使用量大,吸附后需要再生或填埋处理。
由日本丰田公司提出的NOx储存还原技术在治理稀燃发动机(柴油机和稀燃汽油机)尾气中有较大的优势,稀燃发动机尾气中NOx排放浓度呈周期性变化,且浓度达峰值时尾气中同时具有较高的氧含量和较低的CO、H2、碳氢化合物等还原性气体含量;NOx瞬时排放浓度较低时尾气中同时具有较高的还原性气体含量。
CN101422689B公开了一种循环流化床氮氧化物储存还原烟气的脱硝方法及其装置,包括如下步骤:a、将烟气经加速或者加压后直接喷入以催化剂为床料的流化床储存反应器中,在带动床料流动的同时实现NOx的氧化和吸收储存;b、通过设置在储存反应器尾部的气固分离器实现气固相分离,气相可以直接排放或者进入下级NOx净化系统进行净化,固相催化剂进入流化床还原再生反应器;c、存储NOx的催化剂在流化床还原再生反应器中与还原剂接触,还原被储存的NOx,实现催化剂再生;d、将再生后的催化剂引入流化床储存反应器。但该技术方案采用了循环流化床反应器,而循环流化床反应器想要实现将固相流化的目的对于物料物性例如催化剂本身性质、成型制作等都提出了严格要求。如粒度较大的颗粒存在中心处上升,一定高度在边缘处回落的返混现象;而粘性较大的颗粒粒度需控制在20μm以下等。这使得循环流化床在设计中需要注意输送分离高度的问题,即受催化剂物性和气体流速的影响,循环流化床反应器的设计要求比较高,否则达不到使固相流化的目的,就会造成循环率下降、气固接触时间短、催化剂利用率下降等问题。
CN105251326A公开了一种还原与氧化联合脱硝系统及其脱硝方法,包括SNCR脱硝装置、SCR脱硝装置以及氧化脱硝装置。所述SNCR脱硝装置包括还原剂储存装置、旋风分离器和还原剂喷射装置。所述SCR脱硝装置,包括还原剂补充剂量控制装置和脱硝催化剂层,所述脱硝催化剂层设于锅炉烟气管道尾部内。所述氧化脱硝装置,其与锅炉烟气管道出口通过烟气管道连接,包括依次通过烟气管道连接的氧化反应装置、浓硝酸吸收塔和碱液洗涤塔;所述氧化脱硝装置对经过SNCR脱硝装置与SCR脱硝装置脱硝处理后的烟气进行深度脱硝处理。但该系统仍存在如下缺陷:1、SNCR脱硝装置适用于高温脱硝需求,反应温度窗口在800-1100℃,效率一般不高于60%;2、SCR适用于NOx瞬时排放浓度恒定的工况,否则会存在NH3过量的问题,易造成二次污染;3、氧化脱硝装置一般为臭氧氧化脱硝,臭氧的浓度要根据NOx瞬时排放浓度变化情况做出实时的调节,而在实际生产中臭氧的浓度调节往往存在滞后现象。
将储存还原技术用于治理NOx瞬时排放浓度剧烈变化的工业烟气,可以在NOx瞬时排放浓度较高时将其储存在催化剂上;当工况条件改变,NOx瞬时排放浓度较低或停止排放时,将催化剂上的NOx缓慢释放并还原成N2。该过程实现了对催化剂的再生。解决了现有工业烟气脱硝技术对于波动性烟气条件响应时间慢,对瞬时高浓度NOx治理难以达到排放标准等问题。
发明内容
鉴于将现有工业烟气脱硝技术应用于此类烟气条件治理中存在的问题,本发明的目的在于提供一种瞬时浓度变化剧烈的工业烟气储存还原脱硝系统和方法,根据NOx瞬时浓度变化情况,将脱硝分为储存过程和还原过程,利用催化剂(氧化还原活性组分/储存组分/载体)的氧化还原活性组分和储存组分,在烟气中NOx瞬时浓度波动性较强时,将NOx以硝酸盐或亚硝酸盐的形式赋存在催化剂表面;烟气中NOx瞬时浓度较低时,喷入还原剂,同时打开热风炉对烟气加热,此时催化剂上的NOx被缓慢释放并还原成N2。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种工业烟气的储存还原脱硝方法,所述方法包括:
(1)工业烟气中NOx的瞬时排放浓度较高时,将工业烟气通入催化剂层,其中的NOx以硝酸盐或亚硝酸盐的形式被催化剂氧化储存;
(2)工业烟气中NOx的瞬时排放浓度较低时,对工业烟气加热,同时喷入还原剂,释放并还原被储存的NOx。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述工业烟气中NOx的瞬时排放浓度高于步骤(2)所述工业烟气中NOx的瞬时排放浓度。
优选地,步骤(1)所述工业烟气中NOx的瞬时排放浓度高于100mg/m3,例如可以是150mg/m3、200mg/m3、250mg/m3、300mg/m3、350mg/m3、400mg/m3、450mg/m3、500mg/m3、550mg/m3、600mg/m3、650mg/m3、700mg/m3、750mg/m3、800mg/m3、950mg/m3或1000mg/m3,且峰值浓度为10000mg/m3。
优选地,步骤(2)所述工业烟气中NOx的瞬时排放浓度为0~100mg/m3,例如可以是10mg/m3、20mg/m3、30mg/m3、40mg/m3、50mg/m3、60mg/m3、70mg/m3、80mg/m3或90mg/m3。
本发明利用催化剂上的储存组分将瞬时排放浓度较高的NOx储存在催化剂上,在瞬时排放浓度较低时释放并加以还原,有效避免了由于瞬时排放浓度剧烈变化引起的现有工业烟气脱硝技术对于波动性烟气条件响应时间慢、瞬时高浓度不能达到排放标准等问题。
具体地,所述方法包括如下步骤:
(Ⅰ)当在线监测装置检测NOx瞬时排放浓度高于100mg/m3,且峰值浓度可达10000mg/m3时,利用催化剂上的氧化活性组分将通入储存还原脱硝装置中的NO氧化成NO2;
所述的化学反应包括但不限于以下反应:
NO(g)→NO(ad)
O2(g)→O2(ad)→2O(ad)
O(ad)+NO(g)→NO2(g)
O(ad)+NO(ad)→NO2(ad)
NO2(g)→NO2(ad)
(Ⅱ)利用催化剂上的储存组分与氧化后的NO2反应,使其以硝酸盐或亚硝酸盐的形式储存在催化剂上;
所述的化学反应包括但不限于以下反应:
BaCO3+2NO2(ad)+O(ad)→Ba(NO3)2+CO2(g)
K2CO3+2NO(ad)+O(ad)→2KNO2+CO2(g)
K2CO3+2NO(ad)+3O(ad)→2KNO3+CO2(g)
K2CO3+2NO2(ad)+O(ad)→2KNO3+CO2(g)
(Ⅲ)当在线监测装置检测NOx瞬时排放浓度为0~100mg/m3时,加热装置与还原剂喷射装置处于开启状态时,催化剂上的NOx缓慢释放并还原成N2。
优选地,所述的化学反应包括但不限于以下反应:
3Ba(NO3)2+10NH3(g)→8N2(g)+3BaO+15H2O
作为本发明优选的技术方案,所述方法还包括在步骤(1)之前对所述工业烟气进行除尘和脱硫处理。
作为本发明优选的技术方案,所述工业烟气中NOx的瞬时排放浓度呈周期性变化。
优选地,所述工业烟气为有色冶炼烟气或回转窑烟气。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述氧化储存过程的工业烟气温度为100℃~250℃,例如可以是110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃或240℃。
优选地,步骤(2)所述加热过程包括:由步骤(1)所述氧化储存过程的工业烟气温度升温至350~450℃,例如可以从100℃升温至350℃、110℃升温至350℃、120℃升温至360℃、130℃升温至360℃、140℃升温至380℃、150℃升温至380℃、160℃升温至400℃、170℃升温至400℃、180℃升温至420℃、190℃升温至420℃、200℃升温至440℃、210℃升温至440℃、220℃升温至450℃、230℃升温至450℃、240℃升温至450℃或250℃升温至450℃。
优选地,步骤(2)所述NOx缓慢释放过程通过控制升温速率实现,进一步优选地,所述的升温速率为5℃/min~30℃/min,例如可以是5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min、25℃/min或30℃/min。本发明通过对烟气进行缓慢升温来达到控制催化剂中NOx释放速率的目的。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述催化剂包括氧化还原活性组分、储存组分和载体。
优选地,所述氧化还原活性组分包括铂基催化剂、锰基催化剂和铜基催化剂。
优选地,所述储存组分包括钡基催化剂和钾基催化剂。
优选地,所述载体包括铝基催化剂和钛基催化剂。
步骤(2)所述的还原剂选自氢气、一氧化碳、丙烯或氨气中的一种或至少两种的混合物,例如可以是氢气和一氧化碳的混合物、氢气和丙烯的混合物、氢气和氨气的混合物、一氧化碳和丙烯的混合物、一氧化碳和氨气的混合物或丙烯和氨气的混合物。
第二方面,本发明提供了一种实现如第一方面所述的储存还原脱硝方法的系统,所述系统包括顺次连接的加热装置和储存还原脱硝反应装置,所述储存还原脱硝反应装置的腔体上方设置有还原剂喷射装置,所述储存还原脱硝反应装置采用固化床反应器。本发明提供的储存还原脱硝反应塔为固定床,可以实现原位储存和还原过程,不使用循环流化床的原因在于,循环流化床想要实现将固相流化的目的对于物料物性是有比较高的要求的,即对催化剂本身性质、成型制作都有严格要求。如粒度较大的颗粒存在中心处上升,一定高度在边缘处回落的返混现象;而粘性较大的颗粒粒度需控制在20μm以下等问题。这使得循环流化床在设计中需要注意输送分离高度的问题,即受催化剂物性和气体流速的影响,循环流化床反应器的设计要求比较高,否则达不到使固相流化的目的,而且极易造成循环率下降、气固接触时间短、催化剂利用率下降等问题。因此,本发明选择了固定床反应器作为储存还原脱硝反应塔。
作为本发明优选的技术方案,所述系统还包括顺次连接的除尘装置和脱硫装置,所述脱硫装置出口连接所述加热装置入口。本发明在系统前端设有脱硫装置,避免催化剂硫化中毒问题。
优选地,所述脱硫装置与所述加热装置的连接管路上还设置有烟气在线监测装置。本发明设有在线监测装置,可根据NOx瞬时排放浓度变化情况来实现智能调节,决定加热装置和还原剂喷射装置的开启或关闭。
本发明根据NOx瞬时浓度变化情况,将脱硝分为储存过程和还原过程,首先利用烟气在线监测装置检测工业烟气中的NOx瞬时排放浓度。当烟气在线监测装置检测工业烟气中的NOx瞬时排放浓度高于100mg/m3时,加热装置和还原剂喷射装置处于关闭状态,工业烟气发生氧化储存过程,烟气中的NOx以硝酸盐或亚硝酸盐的形式储存在催化剂上。当烟气在线监测装置检测工业烟气中NOx瞬时排放浓度为0~100mg/m3时,开启加热装置和还原剂喷射装置,工业烟气发生释放还原过程,催化剂上的NOx释放出来并还原成N2。
优选地,所述系统还包括与所述储存还原脱硝反应装置出口连接的烟气排放烟囱。
作为本发明优选的技术方案,所述除尘装置为旋风除尘器、布袋除尘器或电袋除尘器。
优选地,所述脱硫装置为循环流化床半干法脱硫装置、SDA脱硫装置或湿法脱硫装置。
优选地,所述的加热装置为热风炉。
作为本发明优选的技术方案,所述储存还原脱硝反应装置包括腔体,所述腔体顶部烟气入口处设置有导流叶片,所述导流叶片下方依次设置有气体整流装置、还原剂喷射装置、静态混合装置和催化剂填料层。
优选地,所述储存还原脱硝反应装置还包括与所述还原剂喷射装置电性连接的控制系统。
优选地,所述催化剂填料层包括至少一层催化剂填料,优选包括三层催化剂填料。通过三层催化剂填料层的储存作用,实现催化剂对NOx的高效储存。
优选地,所述气体整流装置和静态混合装置均为不锈钢材质。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值,还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明利用催化剂上的储存组分将瞬时排放浓度较高的NOx储存在催化剂上,在瞬时排放浓度较低时释放并加以还原,有效避免了由于瞬时排放浓度剧烈变化引起的现有工业烟气脱硝技术对于波动性烟气条件响应时间慢,瞬时高浓度不能达到排放标准等问题,采用本发明提供的工业烟气储存还原脱硝方法,在一个储存还原周期内NOx的总去除率可达到95%以上。
(2)本发明实现了催化剂在反应过程中不断再生,避免了副产物二次污染问题。
附图说明
图1是本发明背景技术提供的NOx瞬时排放浓度的周期性变化规律示意图;
图2是本发明一个具体实施方式提供的储存还原脱硝装置的结构连接示意图;
其中:1-除尘装置;2-脱硫装置;3-烟气在线监测装置;4-热风炉;5-导流叶片;6-气体整流器;7-还原剂喷射装置;8-控制系统;9-静态混合器;10-催化剂填料层;11-储存还原脱硝反应装置;12-烟囱。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在一个具体实施方式中,本发明提供了一种工业烟气储存还原脱硝系统,所述系统如图2所示,包括依次连接的除尘装置1、脱硫装置2、热风炉4、储存还原脱硝反应装置11。所述脱硫装置2和热风炉4的连接管路上设有烟气在线监测装置3。
所述除尘装置1下部设有烟气入口,上部设有烟气出口;脱硫装置2下部设有烟气入口,顶部设有烟气出口;热风炉4下部设有烟气入口,上部设有烟气出口;储存还原脱硝反应装置11上部设有烟气入口,下部设有烟气出口。
除尘装置1的烟气出口与脱硫装置2的烟气入口相连,脱硫装置2的烟气出口与热风炉4的烟气入口相连,脱硫装置2和热风炉4的连接管路上还外接有烟气在线监测装置3,热风炉4的烟气出口与储存还原脱硝反应装置11的烟气入口相连,储存还原脱硝反应装置11的烟气出口与烟囱12烟气入口相连。
所述储存还原脱硝反应装置11的烟气入口设有导流叶片5,导流叶片5下方依次设有气体整流器6、还原剂喷射装置7、静态混合器9和催化剂填料层10,所述储存还原脱硝反应装置11还包括与所述的还原剂喷射装置7电性连接的控制系统8。气体整流器6和静态混合器9均为不锈钢材质。
本发明对催化剂填料层10的催化剂填料层数不作具体限定,本领域的技术人员需要根据工业烟气的实际工况对催化剂层数进行实时调整,示例性地,如图2所示,所述的催化剂填料层包括三层催化剂填料,通过三层催化剂填料层的储存作用,可以实现催化剂对NOx的高效储存。
在另一个具体实施方式中,本发明提供了一种工业烟气储存还原脱硝方法,具体操作包括以下步骤:
(1)工业烟气通过除尘装置和脱硫装置后经在线监测装置检测NOx的瞬时排放浓度,如果NOx瞬时排放浓度高于100mg/m3时,关闭热风炉和还原剂喷射装置。烟气流过储存还原脱硝反应装置中的催化剂填料层,与催化剂上的氧化活性组分和储存组分发生所述氧化储存过程,烟气中的NOx以硝酸盐或亚硝酸盐的形式储存在催化剂上。
(2)工业烟气通过除尘装置和脱硫装置后经在线监测装置检测NOx的瞬时排放浓度,如果NOx瞬时排放浓度在0~100mg/m3的范围内,开启热风炉和还原剂喷射装置。烟气由氧化储存过程时的烟气温度缓慢升温至350℃,在还原剂和温度的影响下催化剂上的NOx被缓慢释放并还原成N2。
实施例1
本实施例提供了一种工业烟气储存还原脱硝方法,在具体实施方式提供的系统进行,具体操作包括以下步骤:
(1)工业烟气通过除尘装置和脱硫装置后经在线监测装置检测NOx的瞬时排放浓度,如果NOx瞬时排放浓度高于100mg/m3时,关闭热风炉和还原剂喷射装置。烟气流过储存还原脱硝反应装置中的催化剂填料层,与催化剂上的氧化活性组分和储存组分发生所述氧化储存过程,烟气中的NOx以硝酸盐或亚硝酸盐的形式储存在催化剂上,所述氧化储存过程烟气温度为100℃。
(2)工业烟气通过除尘装置和脱硫装置后经在线监测装置检测NOx的瞬时排放浓度,如果NOx瞬时排放浓度在0~100mg/m3的范围内,开启热风炉和还原剂喷射装置。烟气由100℃缓慢升温至350℃,升温速率为30℃/min,在还原剂和温度的影响下催化剂上的NOx被缓慢释放并还原成N2。
该实施例可以使一个储存、还原周期内NOx总的去除率达到95%以上。
实施例2
本实施例提供了一种工业烟气储存还原脱硝方法,在具体实施方式提供的系统进行,具体操作包括以下步骤:
(1)烟气通过除尘装置和脱硫装置后经在线监测装置检测NOx的瞬时排放浓度,如果NOx瞬时排放浓度高于100mg/m3时,关闭热风炉和还原剂喷射装置。烟气流过储存还原脱硝反应装置中的催化剂填料层,与催化剂上的氧化活性组分和储存组分发生所述氧化储存过程,烟气中的NOx以硝酸盐或亚硝酸盐的形式储存在催化剂上,所述氧化储存过程烟气温度为150℃。
(2)烟气通过除尘装置和脱硫装置后经在线监测装置检测NOx的瞬时排放浓度,如果NOx瞬时排放浓度在0~100mg/m3的范围内,开启热风炉和还原剂喷射装置。烟气由150℃缓慢升温至400℃,升温速率为20℃/min,在还原剂和温度的影响下催化剂上的NOx被缓慢释放并还原成N2。
该实施例可以使一个储存、还原周期内NOx总的去除率达到97.2%。
实施例3
本实施例提供了一种工业烟气储存还原脱硝方法,在具体实施方式提供的系统进行,具体操作包括以下步骤:
(1)烟气通过除尘装置和脱硫装置后经在线监测装置检测NOx的瞬时排放浓度,如果NOx瞬时排放浓度高于100mg/m3时,关闭热风炉和还原剂喷射装置。烟气流过储存还原脱硝反应装置中的催化剂填料层,与催化剂上的氧化活性组分和储存组分发生所述氧化储存过程,烟气中的NOx以硝酸盐或亚硝酸盐的形式储存在催化剂上,所述氧化储存过程烟气温度为200℃。
(2)烟气通过除尘装置和脱硫装置后经在线监测装置检测NOx的瞬时排放浓度,如果NOx瞬时排放浓度在0~100mg/m3的范围内,开启热风炉和还原剂喷射装置。烟气由200℃缓慢升温至420℃,升温速率为10℃/min,在还原剂和温度的影响下催化剂上的NOx被缓慢释放并还原成N2。
该实施例可以使一个储存、还原周期内NOx总的去除率达到96.4%。
实施例4
本实施例提供了一种工业烟气储存还原脱硝方法,在具体实施方式提供的系统进行,具体操作包括以下步骤:
(1)烟气通过除尘装置和脱硫装置后经在线监测装置检测NOx的瞬时排放浓度,如果NOx瞬时排放浓度高于100mg/m3时,关闭热风炉和还原剂喷射装置。烟气流过储存还原脱硝反应装置中的催化剂填料层,与催化剂上的氧化活性组分和储存组分发生所述氧化储存过程,烟气中的NOx以硝酸盐或亚硝酸盐的形式储存在催化剂上,所述氧化储存过程烟气温度为250℃。
(2)烟气通过除尘装置和脱硫装置后经在线监测装置检测NOx的瞬时排放浓度,如果NOx瞬时排放浓度在0~100mg/m3的范围内,开启热风炉和还原剂喷射装置。烟气由250℃缓慢升温至450℃,升温速率为5℃/min,在还原剂和温度的影响下催化剂上的NOx被缓慢释放并还原成N2。
该实施例可以使一个储存、还原周期内NOx总的去除率达到96.8%。
本领域的技术人员需要了解的是NOx总的去除率受众多因素影响,上述实施例中提供的去除率数据仅为实验室再生评价做出的参数数据,不作为工程再生评价的指导性数据。
对比例1
CN101422689B公开了一种循环流化床氮氧化物储存还原烟气的脱硝方法及其装置,采用与实施例1相同组成的工业烟气进行CN101422689B公开的脱硝方法,具体操作步骤包括:
工业烟气经烟气压缩机加压或加速后通过烟气喷嘴喷入流化床储存反应器,粉体NOx阱催化剂通过催化剂入口预先置于流化床NOx储存反应器内作为床料,烟气带动NOx阱催化剂一起流化。在NOx储存流化床反应器内实现NOx阱催化剂对NOx的储存,并从烟气中消除NOx,催化剂上存储的NOx可以为硝酸盐、亚硝酸盐或者其他形式的固定化的NOx(吸收、吸附或者氧化吸收)。
流化床储存反应器中的烟气和储存NOx的催化剂通过烟气出口连接管进入气固分离器,气固相在气固分离器中实现气固相分离,气相可以直接通过净化气体出口达标排放或者在未达标情况下进入下级循环流化床NOx储存还原反应器进一步处理,储存NOx的固相催化剂颗粒进入流化床还原再生反应器。
通过还原剂入口向流化床还原再生反应器中喷入还原剂,并带动固相催化剂流动,根据还原剂还原能力和催化剂的催化性能的强弱,通过加热器调节反应器的温度,最大限度实现NOx的选择性催化还原,同时实现NOx阱催化剂的再生。
综合分析本发明提供的工业烟气储存还原脱硝方法与对比例1提供的循环流化床氮氧化物储存还原烟气的脱硝方法可以发现:
(1)本发明提供的工业烟气储存还原脱硝方法是持续进行的循环过程,针对具有周期性排放特点的工业烟气,当NOx瞬时排放浓度较低时并不需要催化剂将NOx储存,而对比例1采用了流化床反应器,无法实现原位储存和还原过程,因此会产生能源浪费的问题;
(2)对比例1采用了流化床反应器,由于流化床气固间接触时间短,储存的效率以及催化剂再生率都会受到限制;
(3)工业烟气中催化剂用量大,可能存在烟气不足以将全部催化剂流化进入到下一反应器,从而导致物料循环性差,催化剂再生率低,甚至堵塞反应器的现象发生;
(4)对比例1只提到所述装置适用于与循环流化床烟气脱硫装置衔接使用,并没有设置脱硫装置,因此极易造成催化剂硫化中毒。
申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种工业烟气的储存还原脱硝方法,其特征在于,所述方法包括:
(1)工业烟气中NOx的瞬时排放浓度较高时,将工业烟气通入催化剂层,其中的NOx以硝酸盐或亚硝酸盐的形式被催化剂氧化储存;
(2)工业烟气中NOx的瞬时排放浓度较低时,对工业烟气加热,同时喷入还原剂,释放并还原被储存的NOx。
2.根据权利要求1所述的储存还原脱硝方法,其特征在于,步骤(1)所述工业烟气中NOx的瞬时排放浓度高于步骤(2)所述工业烟气中NOx的瞬时排放浓度;
优选地,步骤(1)所述工业烟气中NOx的瞬时排放浓度高于100mg/m3,且峰值浓度为10000mg/m3;
优选地,步骤(2)所述工业烟气中NOx的瞬时排放浓度为0~100mg/m3。
3.根据权利要求1或2所述的储存还原脱硝方法,其特征在于,所述方法还包括在步骤(1)之前对所述工业烟气进行除尘和脱硫处理。
4.根据权利要求1-3任一项所述的储存还原脱硝方法,其特征在于,所述工业烟气中NOx的瞬时排放浓度呈周期性变化;
优选地,所述工业烟气为有色冶炼烟气或回转窑烟气。
5.根据权利要求1-4任一项所述的储存还原脱硝方法,其特征在于,步骤(1)所述氧化储存过程的工业烟气温度为100℃~250℃;
优选地,步骤(2)所述的工业烟气加热过程包括:由步骤(1)所述氧化储存过程的工业烟气温度升温至350~450℃;
优选地,步骤(2)所述NOx缓慢释放过程通过控制升温速率实现,进一步优选地,所述的升温速率为5℃/min~30℃/min。
6.根据权利要求1-5任一项所述的储存还原脱硝方法,其特征在于,步骤(1)所述催化剂层包括氧化还原活性组分、储存组分和载体;
优选地,所述氧化还原活性组分包括铂基催化剂、锰基催化剂和铜基催化剂;
优选地,所述储存组分包括钡基催化剂和钾基催化剂;
优选地,所述载体包括铝基催化剂和钛基催化剂;
步骤(2)所述的还原剂选自氢气、一氧化碳、丙烯或氨气中的一种或至少两种的混合物。
7.一种实现权利要求1-6任一项所述储存还原脱硝方法的系统,其特征在于,所述系统包括顺次连接的加热装置和储存还原脱硝反应装置,所述储存还原脱硝反应装置的腔体上方设置有还原剂喷射装置,所述储存还原脱硝反应装置采用固化床反应器。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述系统还包括顺次连接的除尘装置和脱硫装置,所述脱硫装置出口连接所述加热装置入口;
优选地,所述脱硫装置与所述加热装置的连接管路上还设置有烟气在线监测装置;
优选地,所述系统还包括与所述储存还原脱硝反应装置出口连接的烟气排放烟囱。
9.根据权利要求7或8所述的系统,其特征在于,所述除尘装置为旋风除尘器、布袋除尘器或电袋除尘器;
优选地,所述脱硫装置为循环流化床半干法脱硫装置、SDA脱硫装置或湿法脱硫装置;
优选地,所述的加热装置为热风炉。
10.根据权利要求7-9任一项所述的系统,其特征在于,所述储存还原脱硝反应装置包括腔体,所述腔体顶部烟气入口处设置有导流叶片,所述导流叶片下方依次设置有气体整流装置、还原剂喷射装置、静态混合装置和催化剂填料层;
优选地,所述储存还原脱硝反应装置还包括与所述还原剂喷射装置电性连接的控制系统;
优选地,所述催化剂填料层包括至少一层催化剂填料,优选包括三层催化剂填料;
优选地,所述气体整流装置和静态混合装置均为不锈钢材质。
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