CN109925880B - 锅炉烟气液态熔盐催化脱硝装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锅炉烟气液态熔盐催化脱硝装置及方法，属于环保设备领域。本发明特征是利用锅炉压力将烟气从进气口挤进熔盐池与液态熔盐、还原剂混合达到脱硝除尘的效果，熔盐中的稀土和过渡金属离子对脱硝起催化剂的作用，熔盐中的碳在脱硝中起还原剂的作；并利用高温烟气热量保持熔盐池中的熔盐呈液态，然后经过脱硝的烟气再通过出气口排出；加料口主要进行添加还原剂和熔盐。本发明的液态熔盐脱硝方法，弥补了之前固体催化剂与烟气接触不充分弊端，具有效率高，能耗低，运行成本低，起催化作用的离子种类开放、熔盐可重复利用等优点，此外还适应于各种液态熔盐催化脱除烟气中的二氧化硫、汞、二恶英、微细粉尘等污染物。

Description

锅炉烟气液态熔盐催化脱硝装置及方法

技术领域

本发明涉及一种催化脱硝技术，特别是涉及一种锅炉烟气液态熔盐催化脱硝装置及方法，属于环境保护技术领域。

背景技术

氮氧化合物是一种污染气体，对人们的生活环境造成了很大影响，控制排放又影响我国工业的发展，因此为响应国家号召，降低有害气体的排放是我们的当务之急。目前国内大部分工业燃煤锅炉尾气处理部分都用的是固态催化剂，因此暴露出了气体与固体之间接触不充分并伴有堵孔现象、脱硝率低、运行成本高等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锅炉烟气液态熔盐催化脱硝装置及方法，该装置和方法能使烟气和熔盐均匀接触，催化反应充分，排出的气体符合环保标准。

技术解决方案是；

一种锅炉烟气液态熔盐催化脱硝装置，包括：熔盐池，所述熔盐池内放置有熔盐，熔盐上表面与熔盐池顶部有间距，熔盐池顶部分别设有进料口和出气口，下部分别设有烟气进口和排料，所述烟气进口通过烟气通道与燃煤锅炉烟气出口连接。

为了使烟气均匀快速进入熔盐池，在烟气通道靠近烟气进口4处设有带有耐高温引风枪的引风机，耐高温引风枪置于熔盐内。

为了使烟气与熔盐能够更好地得到充分均匀接触，熔盐池内下部设带孔的隔板作为气体分布器，孔上装有通气柱，通气柱顶部设有伞形帽。

为了加快熔盐溶解速度，在熔盐池内或熔盐池外壁上设有加热装置。

加热装置采用电极加热时，加热装置置于熔盐池内；加热装置采用电热丝、加热棒或气体加热时，加热装置放置在熔盐池外壁上。

本发明熔盐池采用耐高温材料，耐高温材料为氧化锆或刚玉。

本发明熔盐采用钾、钠、钙或镁的氧化物与铁和锰的氧化物的混合物。

进一步地：熔盐采用钾、钠、钙、镁的氧化物与铁、锰和铈的氧化物的混合物。

进一步地：熔盐采用钾、钠、钙、镁的氧化物与铁、锰和镧的氧化物的混合物。

本发明脱硝采用如下步骤：

1)脱硝：熔盐熔融温度：600℃-700℃，烟气温度900℃-1000℃，烟气中的氮氧化物通过熔盐中的碳粉还原剂和过渡金属离子的催化作用，可将烟气中的氮氧化物还原成氮气；

2)除尘：烟气中所含颗粒物的沸点低于熔盐温度的将滞留液态熔盐中，达到除尘的目的。

本发明针对于熔盐液态脱硝催化剂的工业应用，设计一个可以利用液态熔盐催化脱硝并过滤锅炉烟气的装置，该装置中的加热装置为首次加热熔盐时使用，为熔盐池提供热量将熔盐变成液态后即可关闭，后续热量将由高温烟气提供。

本发明进气口与燃煤锅炉烟气相连通，利用锅炉的压力将烟气通过进气口顶入熔盐池，液态熔盐后续热量将由高温烟气提供。

针对于脱硝，还原剂主要以碳粉为主，实现化学方程式：

C+2NO_x＝CO₂↑+N₂↑，最终还原剂以气体的形式随烟气排出，所述进料口是在运行中进行还原剂和熔盐的添加。

所述排渣口是将沉积在熔盐底部的固态物质排出熔盐池的排出口。

本发明具有效率高，能耗低，运行成本低，起催化作用的离子种类开放、可重复利用等优点。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

(1)锅炉脱硝过滤装置由现在的气固之间的接触催化转变成气液之间的接触催化，能使烟气与熔盐更加充分的接触并发生催化反应；

(2)熔盐可回收循环使用；

(3)无二次污染物且安全无毒，碳粉还原剂没有残留，最终全部转化为气体；

(4)本装置还可以充当除尘器，去除烟气灰尘，将灰尘留在熔盐内。

(4)运行成本低，充分利用锅炉压力以及烟气热量维持运行。

(5)本装置并不局限于烟气脱硝，根据不同熔盐液态催化剂可脱除不同污染物。

附图说明

图1为本发明装置的主要结构示意图；

图2为本发明气体分布器局放大图；

图3为发明烟气进气口放大图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

实施例1

本发明装置是放到工业燃煤锅炉烟气过滤处的一种烟气过滤装置，在熔盐池1内放置有熔盐2，熔盐2上表面与熔盐池顶部有间距，熔盐池1顶部分别设有进料口5和出气口6，进料口5是在运行中进行还原剂和催化剂的添加，为可控开关的密闭阀门，加完料关闭后，应处于密闭状态，出气口将烟气排出并通过滤网阻挡灰尘的作用；熔盐池1内下部设有气体分布器，气体分布器为带孔的隔板7，孔上装有通气柱8，通气柱顶部设有伞形帽；熔盐池1底部分别设有烟气进口4和排料口3，所述烟气进口4通过烟气通道与锅炉烟气出口连接。排料口3是在熔盐灰尘堆积后排出的出口，排出的熔盐收集后可二次利用。

本发明启动加热器上的电热丝围绕熔盐池，将熔盐仓四周包裹。

具体的过程为：打开进料口添加熔盐粉末或颗粒并加入碳粉，然后再打开启动加热器对熔盐池内的熔盐进行首次加热，将熔盐加热到液体状态。通过锅炉高压的作用下将高温烟气从烟气进口4进入，熔盐熔融温度：600℃-700℃，烟气温度900℃-1000℃，由于高温烟气的温度比液态熔盐高，因此高温烟气向液态熔盐传输热量，维持熔盐的液体状态，并关闭启动加热器。此时高温烟气中的NOX在接触液态熔盐时与碳粉发生氧化还原反应，将氮氧化物(NOx)还原成氮气(N₂)气体，实现化学方程式

C+2NO_x＝CO₂↑+N₂↑，

再通过出气口6排出并将灰尘挡住。当灰尘积攒到一定程度，便通过排料口3将沉积物排掉，并进行熔盐回收。

本发明熔盐可采用以下几种氧化物的混合物：

第一种：熔盐为钾、钠、钙或镁的氧化物与铁和锰的氧化物的混合物。

第二种：熔盐为钾、钠、钙、镁的氧化物与铁、锰和铈的氧化物的混合物。

第三种：熔盐采用钾、钠、钙、镁的氧化物与铁、锰和镧的氧化物的混合物。

本发明为了使烟气均匀快速进入熔盐池1，在烟气通道靠近烟气进口4处设有带有耐高温引风枪10的引风机9，耐高温引风枪10固定在气体分布器7下方，高温烟气通过气体分布器进入熔盐中。

应当理解的是，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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种锅炉烟气液态熔盐催化脱硝装置，包括：熔盐池（1），其特征在于：所述熔盐池（1）内放置有熔盐（2），熔盐（2）采用钾、钠、钙或镁的氧化物与铁和锰的氧化物的混合物，熔盐池（1）采用耐高温材料氧化锆或刚玉，熔盐池（1）内的加热装置采用电极加热，首次加热熔盐（2）时使用加热装置，为熔盐池（1）提供热量将熔盐（2）变成液态后关闭，后续热量由烟气提供；熔盐（2）上表面与熔盐池顶部有间距，熔盐池（1）顶部分别设有进料口（5）和出气口（6），底部分别设有烟气进口（4）和排料口（3），熔盐池（1）内或熔盐池（1）外壁上设有加热装置，置于熔盐池（1）外壁上的加热装置采用电热丝、加热棒或气体加热；所述烟气进口（4）通过烟气通道与燃煤锅炉烟气出口连接，在烟气通道靠近烟气进口（4）处设有带有耐高温引风枪（10）的引风机（9）；熔盐池（1）内下部设有气体分布器，气体分布器为带孔的隔板（7），孔上装有通气柱（8），通气柱顶部设有伞形帽；脱硝时，熔盐（2）的熔融温度为：600℃-700℃，烟气温度900℃-1000℃，烟气中的氮氧化物通过熔盐（2）中的碳粉还原剂和熔盐过渡金属离子的催化作用，将烟气中的氮氧化物还原成氮气；除尘时，烟气中所含颗粒物的沸点低于熔融温度将滞留在液态熔盐中，达到除尘的目的。

2.利用权利要求1所述装置进行脱硝的方法，其特征在于，方法步骤如下：1）脱硝：熔盐（2）的熔融温度：600℃-700℃，烟气温度900℃-1000℃，烟气中的氮氧化物通过熔盐（2）中的碳粉还原剂和熔盐过渡金属离子的催化作用，将烟气中的氮氧化物还原成氮气；2）除尘：烟气中所含颗粒物的沸点低于熔融温度将滞留在液态熔盐中，达到除尘的目的。

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