CN206935123U - 一种烟气低温脱硝催化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟气低温脱硝催化反应装置，属于烟气处理设备技术领域。本实用新型包括烟气‑氨气混合器、催化还原反应器，所述烟气‑氨气混合器前端连接NO氧化反应器，所述催化还原反应器后端连接逃逸氨氧化装置；所述烟气‑氨气混合器与供氨装置连接。添加用于催化氧化NO的NO氧化反应器，从而将烟气中部分NO氧化成NO₂，当烟气进入SCR脱硝设施，进行低温SCR脱硝时，可以进行快速SCR反应，提高脱硝效率。设置逃逸氨氧化装置，可以将未反应的NH₃选择性的催化氧化为无害的N₂，可以有效保证较高的脱硝效率并防止逃逸氨对下游装置的危害。

Description

一种烟气低温脱硝催化反应装置

技术领域

本实用新型涉及烟气处理设备领域，特别涉及一种锅炉烟气选择性催化还原SCR低温脱硝催化反应装置。

背景技术

氮氧化物（NOx）是造成雾霾、酸雨、光化学烟雾及温室效应的罪魁祸首之一。我国是世界第一大NOx 排放国，2013年NOx排放量达到2240万吨，NOx治理（烟气脱硝）成为国家“十二五”大气污染强治的重点。但随着国家对大气污染的日益重视，我国相继对NOx排放提出了更严格的要求。2015年12月，国家环保部、发改委、能环局发布《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》，要求东部、中部和西部地区分别在2017年，2018年和2020年前基本完成超低排放改造。选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，简称SCR）脱硝技术成熟、效率高、稳定性好，成为当前国内外治理NOx的主流技术和发展方向，其中，SCR技术核心为脱硝催化剂。

以NH₃或尿素为还原剂的选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，以下简称SCR）是目前工业（如硝酸、硝盐尾气净化、柴油机尾气净化及火电行业尾气脱硝等）应用最多的NOx 脱除技术。SCR 技术与其他技术相比，具有脱硝效率高，技术成熟等优点，是目前国内外烟气脱硝工程应用最多的技术。快速SCR反应中NO的氧化效率明显影响整个脱硝效率，主要发生反应如下：

2NO+ O₂→2NO₂ （1）

2NH₃ + NO + NO₂→2N₂ + 3H₂O （2）

研究表明，当n(NO₂)/n(NOx)=0.5 时，快速SCR的还原效率最高。由于火电行业NOx尾气中NO的含量一般为90%以上，因此预先对烟气中的NO进行氧化可以提高脱硝效率。

目前SCR使用最为成熟的催化剂是V₂O₅/TiO₂或者在V₂O₅/TiO₂基础上进行改性的催化剂，然而，在运行过程中随着SCR催化剂役龄的增加，SCR催化活性将逐渐下降，导致脱硝效率逐渐下降及NH₃逃逸量的增加(指氨在SCR催化单元不能被完全转化而残留在下游烟气中）。氨逃逸量超过一定量时，对下游烟气系统有很大影响，可与烟气中的SO₃作用在烟气降温时形成硫酸氢铵，导致下游空气预热器的换热效率下降、孔道堵塞及腐蚀，严重影响排烟系统的稳定运行，同时也会造成氨的直接排放及铵盐气溶胶的产生。

因此，开发脱硝效率高且可以有效防止氨逃逸的脱硝工艺具有重要的现实意义。

实用新型内容

为了弥补现有技术的不足，本实用新型提供了一种流程更合理、脱硝效率高且可以有效防止氨逃逸的烟气低温脱硝催化反应装置。

本实用新型的技术方案为：

一种烟气低温脱硝催化反应装置，包括烟气-氨气混合器、催化还原反应器，所述烟气-氨气混合器前端连接NO氧化反应器，所述催化还原反应器后端连接逃逸氨氧化装置；所述烟气-氨气混合器与供氨装置连接。

作为优选方案，所述NO氧化反应器、烟气-氨气混合器、催化还原反应器、逃逸氨氧化装置至上而下布置构成塔式结构。做成塔式结构，可以有效提高脱硝工艺的加热效率和反应效率，并节省占地面积。

所述NO氧化反应器是催化氧化NO的催化塔，该催化塔中的催化剂其活性成分为V₂O₅、CeO₂、WO₃、CuOx、MnOx、FeOx、CoOx 和CrOx 中的一种或者几种以任意比例的混合；载体为TiO₂、Al₂O₃、SiO₂、分子筛、活性炭和碳纳米管中的一种或几种以任意比例的混合。

所述催化还原反应器中的金属氧化催化剂，采用蜂窝结构，该结构具有活性面积大，抗堵塞，耐中毒，老化等优异特性，催化剂分为3～6 层，其中1层设置为预留层，便于更换和添加催化剂。所述的催化剂以纳米锐钛矿二氧化钛、二氧化硅、分子筛、钛钨粉等一种或几种作为载体，以V₂O₅、CeO₂、WO₃、MoO₃、CuOx、MnOx、FeOx、等金属作为催化剂的活性组份，并加入适量助剂采用直接挤出成型方法制备。该催化剂对SCR反应具有良好的催化活性。

所述逃逸氨氧化装置中的金属氧化催化剂，以蜂窝状堇青石作为载体，采用二氧化钛和分子筛等组分产生的溶胶在其表面进行涂敷，然后浸渍W、Co、Fe、Ce等金属作为催化剂的活性组份，并加入适量助剂。该催化剂对NH₃选择性催化氧化反应具有良好的催化活性。

本实用新型的有益效果为：

(1) 在通用的SCR脱硝设施之前，添加用于催化氧化NO的NO氧化反应器，从而将烟气中部分NO氧化成NO₂。当烟气进入SCR 脱硝设施，进行低温SCR脱硝时，可以进行快速SCR反应，提高脱硝效率。

(2) 在通用的SCR脱硝设施之后设置逃逸氨氧化装置，可以将未反应的NH₃选择性的催化氧化为无害的N₂，可以有效保证较高的脱硝效率并防止逃逸氨对下游装置的危害。

(3) 本实用新型的低温烟气脱硝装置结构紧凑、占地面积小，提高了工艺的反应效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型烟气低温脱硝催化反应装置的结构示意图。

图中，1-NO氧化反应器，2-烟气-氨气混合器，3-催化还原反应器，4-逃逸氨氧化装置，5-供氨装置。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种烟气低温脱硝催化反应装置，包括依次连接的NO氧化反应器1、烟气-氨气混合器2、催化还原反应器3、逃逸氨氧化装置4；烟气-氨气混合器2与供氨装置5连接。NO氧化反应器1、烟气-氨气混合器2、催化还原反应器3、逃逸氨氧化装置4至上而下排布，形成塔式结构。其中，NO氧化反应器1与锅炉烟气出口连接。

来自锅炉系统的含有NOx 的烟气首先进入NO氧化反应器1内把NO部分氧化成NO₂，再进入烟气-氨气混合器2，在此烟气与来自供氨装置5的氨气充分均匀地混合，而后再向下进入催化还原反应器3，在催化剂床层中，NOx 和NH₃ 反应生成N₂ 和H₂O，随后烟气进入逃逸氨氧化装置4内把未反应的NH₃催化氧化为N₂，最后处理的烟气进入下游装置。

本实用新型的烟气脱硝反应装置，针对锅炉烟气的特点做了针对性的改进：在通用的SCR脱硝设施之前，添加用于催化氧化NO的NO氧化反应器1，从而将烟气中部分NO氧化成NO₂，当烟气进入SCR 脱硝设施，进行低温SCR 脱硝时，可以进行快速SCR反应，提高脱硝效率；在通用的SCR脱硝设施之后设置逃逸氨氧化装置，可以将未反应的NH₃选择性的催化氧化为无害的N₂，可以有效保证较高的脱硝效率并防止逃逸氨对下游装置的危害；本实用新型的低温烟气脱硝装置呈塔式结构，结构紧凑、占地面积小，提高了工艺的反应效率。

Claims (2)

1.一种烟气低温脱硝催化反应装置，包括烟气-氨气混合器、催化还原反应器，其特征在于：所述烟气-氨气混合器前端连接NO氧化反应器，所述催化还原反应器后端连接逃逸氨氧化装置；所述烟气-氨气混合器与供氨装置连接。

2.如权利要求1所述烟气低温脱硝催化反应装置，其特征在于：所述NO氧化反应器、烟气-氨气混合器、催化还原反应器、逃逸氨氧化装置至上而下布置构成塔式结构。