[发明专利]NOx选择性催化还原一体化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气处理技术领域的设备，具体是一种NOX选择性催化还原一体化装置。

背景技术

随着世界各国对环境污染治理的重视，废气脱硝技术引起了各国的重视，其中选择性催化还原(Selective Catalytic Reducation：SCR)技术是一项降低NO_X排放量的高效且较为经济的脱硝技术。SCR技术的发明权属于美国，而日本率先于20世纪70年代实现了商业化，德国于20世纪8-年代引进了SCR技术。

在我国最新的排放标准中，对NO_X的排放有了严格的规定，《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中规定，新建污染源氮氧化物的排放浓度除特殊规定外，不得超过240mg/Nm³，这个数值比原先规定的420mg/Nm³提高了180mg/Nm³，因此，针对我国大多数电站、钢铁厂等行业大多数NO_X排放难以达标的现状，大力发展SCR烟气脱硝技术迫在眉睫。从2002年起，由宝钢股份有限公司旗下的几个分公司投资的几套SCR脱硝处理设备已经上马，并运行至今，这几套SCR工艺的基本工艺路线为：废气—>风机—>填料吸收塔—>换热器—>预热器—>反应器—>风机—>烟囱。除风机、填料吸收塔、烟囱等外围设备外，这几套设备中SCR工艺所需的核心设备均为分体式，即换热器、预热器、反应器等主要部件均为单体设备，设备之间通过风管连接，具有占地面积大，工艺流程长，能源消耗大等缺陷。

酸洗NO_X废气的特点：

(1)废气氧化度高

在以HNO₃和HF为酸液介质的钢铁厂，酸洗槽内的硝酸为浓硝酸，浓硝酸在与金属或金属氧化物反应时生成的是NO₂，其反应方程式如下(系统以Fe为主)：

Fe₂O₃+HNO₃(浓)＝Fe(NO₃)₃+NO₂↑+H₂O

Fe+HNO₃(浓)＝Fe(NO₃)₃+NO₂↑+H₂O

酸洗槽内产生的NO_X废气以NO₂为主，废气的氧化度高达90％以上(氧化度γ＝NO₂/NO_X)，从废气颜色上看，废气在酸洗槽内呈棕红色，这充分说明废气中NO₂浓度很高，是一个典型的以NO₂为主的NO_X废气体系。

(2)NO_X浓度波动范围很大，呈爆发式急剧升高的特点

酸洗废气中NO_X浓度主要是随酸洗的不同阶段而变化，当酸洗工件进入酸洗槽的初始阶段，硝酸与氢氟酸和工件剧烈反应，形成浓度极高的NO_X废气。根据我们在上海某钢铁厂现有不锈钢酸洗线观察，其浓度在200ppm～3000ppm之间波动，特别是在酸洗工件进入酸洗槽的初始与酸洗工件提出酸洗槽阶段，NO_X废气的浓度呈爆发式急剧升高。

(3)酸洗NO_X废气中夹带有HF与HNO₃等腐蚀性成分

由于酸洗工序过程中，酸洗工件与HF与HNO₃发生剧烈的化学反应，该反应属于放热反应，导致酸洗槽内的温度可以达到60—70℃，这就加剧了酸洗槽内的HF与HNO₃的挥发，从而造成酸洗NO_X废气中夹带有HF与HNO₃等腐蚀性成分。

综上所述，酸洗NO_X废气具有NO_X浓度高，浓度波动幅度大，氧化度高的特点，同时废气中还含有HF与HNO₃等腐蚀性很强的污染物成分。

经对现有技术文献检索发现，现有技术中的设备均为分体式，即换热器、反应器、预热器等主要部件均为单体设备，设备之间通过风管连接，具有占地面积大，工艺流程长，能源消耗大等缺陷。

发明内容