[实用新型]一种烟气低温高效一体化脱硫脱硝系统

说明书

技术领域

本实用新型属于工业锅(窑)炉烟气脱硫脱硝技术领域，尤其涉及一种烟气低温高效一体化脱硫脱硝系统。

背景技术

自2011年起，中国的煤炭产量就超过了35亿吨，占全球的一半。煤炭消费为18.934亿吨油当量，占中国电力燃料的90％。在消耗煤炭资源的同时，产生了大量的有损于人体的SO₂、NO_x，且SO₂、NO_x所引起的温室效应、酸雨和臭氧层破坏等环境污染目前已成为社会一致关切的问题。各种治理大气污染的技术的研究已成为各国环保工作者最紧迫的使命。

2010年环保部发布的《火电厂氮氧化物防治技术政策》明确指出，氮氧化物是生成臭氧的重要前提物之一，也是形成区域细粒子污染和灰霾的重要原因。不仅如此，氮氧化物作为大气污染物，对人体健康有较大的危害。2012年元月1日起，国家颁布了《火电厂大气污染排放标准》，将氮氧化物的排放浓度限值统一确定为100mg/m³，此排放浓度限值要求针对全国所有地区，被称为“史上最严格的标准”。同时，为解决日益严重的雾霾问题，国务院2013年发布了《关于加快发展节能环保产业的意见》，严格部署环保方面的工作，包括环保产业的免减税负问题，可以说大气治理的环境背景压力是巨大的，同时也是机会十足的。

锅炉烟气的治理从1998年对除尘提出要求开始，已历经脱硫、脱硝到PM2.5的过程，要求日益严格，尤其是烟气脱硝目前刚刚起步。目前，各国工业锅(窑)炉废烟气脱硫、脱硝的主流工艺是利用选择性还原(SCR)技术将烟气中的氮氧化物脱除的方法。选择性还原法是利用氨(NH₃)对NO_x的还原功能，在320～400℃的条件下，利用催化剂作用将NO_x还原为对大气没有污染影响的N₂和水，“选择性”的意思是指氨只选择NO_x进行还原反应。该工艺于20世纪70年代末首先在日本开发成功，80年代和90年代以后，欧洲和美国相继投入工业应用，现已在世界范围内成为大型工业锅炉烟气脱硝的主流工艺。

但是利用SCR法和SNCR法及二者混合的方法实现脱硫脱硝，有以下缺点：

(1)需要对完整的锅炉进行改造；

(2)需要在高温条件300-400℃(SCR法)、900-1100℃(SNCR法)工作；

(3)SCR催化剂由于含有V₂O₅等重金属(也称为钒钛系)，中毒报废后对环境造成二次污染，而且操作时需要做防毒方面的处理；

(4)SNCR法没有催化剂，但对炉内的温度窗口控制要求很高；

(5)运行成本较高。

伴随着选择性还原(SCR)技术的推广，在国内研发和生产适合SCR技术的各类形式的催化剂也应运而生，催化剂是整个SCR系统的核心和关键，催化剂的设计和选择是由烟气条件、组分来确定的，影响其设计的三个相互作用的因素是NOx脱除率、NH₃的逃逸率和催化剂体积。在形式上主要有板式、蜂窝式、波纹板式和立柱式四种，而以蜂窝式居多。

由于SCR法和SNCR法及二者混合的方法实现脱硫脱硝，需满足上述条件，因此中国窑炉烟气的上述净化系统在企业的实际运行中普遍存在有抵触的状态，大多是用间歇的作业方式以应付上级环保部门的检查。

而从目前工业窑炉烟气的治理形式分析：

(1)国内外治理NOx主要采用选择性还原脱硝技术(约占96％)；

(2)SCR脱硝技术的核心为催化剂，占SCR系统总投资的40％～60％，现商用催化剂均为V₂O₅(WO₃)/TiO₂体系(俗称钒钛体系)；

(3)我国脱硝剂技术完全依靠进口，虽东方凯特瑞、重庆远达、无锡龙源等已引进催化剂生产线，但知识产权都是国外的，需支付知识产权费，均为钒钛体系；

(4)载体原料TiO₂制备技术均必需进口，制备设备已部分国产化。

TiO₂占催化剂的80％～90％，总成本的40％～50％，全球只有日本和欧洲的少数厂家可以生产TiO₂。