[发明专利]燃煤锅炉低温SCR移动床烟气脱硝方法

说明书

技术领域

本发明属于大气污染控制领域，具体是涉及燃煤锅炉低温SCR移动床烟气脱硝方法及其系统。

背景技术

我国一次能源中，煤炭的消耗比例在70％以上，因此煤炭是我国能源的主要来源。煤炭燃烧过程中产生的NOx是继SO₂之后亟待治理的重要大气污染物质之一。为了保护环境，实现人类的可持续发展，世界各国制定了严格的环保法规，如美国、日本、德国等都制定了严格的氮氧化物的排放标准，并规定了严格执行的削减计划。随着国内“火电厂氮氧化物防治技术政策”的颁布及GB13223“火电厂大气污染物排放标准”的修订，控制燃煤电厂NOx的排放已纳入电力行业发展规划，成为“十二五”期间电力环保的重中之重。

传统的烟气脱硝技术主要有选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)，其中SNCR因其脱硝效率低，容易生成二次污染，应用较少。SCR法虽然可以实现很高的脱硝效率，满足严格的烟气排放标准，但是高温SCR脱硝技术反应温度要求在350℃-400℃，反应器常被布置在锅炉之后，这种布置方式的烟气中含有大量SO₂、K₂O、CaO和As₂O₃等，会引起催化剂中毒，而高浓度的飞灰又会引起催化剂的堵塞和腐蚀，降低其使用寿命；另一方面，由于空间和管道的局限性，在一些电厂现有锅炉系统中进行高温SCR系统改造的费用很高。

低温SCR将反应温度降低到100-200℃，可以将SCR反应器布置在除尘器或引风机后的炉后空间，对大多数机组的布局不产生大的影响，另外，由于烟气温度的降低，低温SCR将会有效减小反应器的体积，同时由于采用的是低飞灰布置，催化剂的运行环境相对较好，节约系统运行维护的工作量，因此低温SCR比高温SCR来说技术经济方面存在优势，是非常有竞争力的技术。

为了开发低温SCR技术，国内外的科研工作者进行了一系列研究。目前研究的热点主要是开发高效的低温SCR催化剂，并增强催化剂的抗硫抗水性能。公开号为CN101658787A、CN 101204650A和CN 100473456C的中国发明专利说明书公开了几种低温SCR催化剂，均采用锰的氧化物MnOx作为活性组分，辅以铈的氧化物CeO₂进行掺杂改性，区别是它们选的载体各不相同。虽然目前选用的锰、铈、钛等氧化物对SO₂的抗性较强，但在实际使用过程中催化剂的活性组分仍然会部分硫酸化，使催化剂失去活性；此外，由于低温SCR反应的温度较低，烟气中的SO₂会与NH₃反应生成硫酸铵、硫酸氢铵等盐附着在催化剂的表面，使得催化剂的活性逐渐下降。因而，仅靠催化剂本身很难实现抗硫和抗水的性能，这也是低温SCR技术尚不能工业推广应用的主要原因。

由此可见，为了满足我国烟气脱硝要求，实现氮氧化物的达标排放，需要一种新的可行的低温SCR工艺。

发明内容

本发明的目的是针对现有低温SCR技术在实际应用中的难点，提出一种可行的，适用范围更广的燃煤锅炉低温SCR工艺及装置。

本发明燃煤锅炉低温SCR移动床烟气脱硝方法是，经除尘的锅炉烟气和脱硝还原剂NH₃分别通入脱硝反应器，在低温SCR催化剂存在下进行脱硝，所述低温SCR催化剂从脱硝反应器一端连续输入，反应后失活的催化剂从另一端连续输出，形成移动床；所述烟气和NH₃在反应器内与定向移动的催化剂之间以逆流或错流的方式进行气固接触，烟气中的NOx与NH₃反应，生成的N₂和水蒸汽随脱硝烟气排出脱硝反应器；在此过程中，烟气中部分的SO₂与NH₃反应，生成的硫酸盐沉积在催化剂上；从脱硝反应器另一端输出的失活的催化剂进入再生过程，再生后的催化剂返回脱硝反应器，如此不断地反复循环。

所述催化剂的一种再生过程是：从脱硝反应器输出的催化剂通过带式输送器从水池中通过，附着在催化剂表面及微孔中的硫酸铵在超声波的作用下被洗涤下来，同时水中硫酸铵浓度不断提高；超声洗涤后的催化剂由传送带送出循环水池，通过清水淋洗除去表面的硫酸铵后送入进入干燥装置，在120℃下烘干后被输送返回脱硝反应器。

所述硫酸铵溶液达到一定浓度后排出循环水池，经过蒸发、浓缩、结晶、洗涤等工序后得到硫酸铵产品。