[发明专利]一种烟气脱硝方法及脱硝反应器

说明书

本发明公开了一种烟气脱硝方法及脱硝反应器，该方法包括如下内容：烟气从脱硝反应器底部进入，气流自下而上穿过多层水平交错排列的催化剂床层，被催化剂吸附，与催化剂进行脱硝反应，经过脱硝的烟气从反应器顶部排出，进行下一步脱硫处理；其中催化剂床层包括网状传送带和传送带上堆积的吸附氨气的颗粒状脱硝催化剂，相邻上下两层传送带的运行方向相反，上层催化剂随传送带移动至传送带末端，依靠重力自由落至下层传送带的运行方向的起始端，催化剂在最后一层传送带的末端落入催化剂料斗，经过补氨后，循环使用。本发明中取消了常规脱硝反应器中的喷氨格栅，装置简化，避免了氨逃逸造成二次污染以及硫酸氢铵堵塞床层的问题，延长了装置的运行周期。

技术领域

本发明属于烟气脱硝技术领域，具体地涉及一种烟气脱硝方法及脱硝反应器。

背景技术

氮氧化物总称为NOx，是大气污染的主要污染源之一。危害最大的主要是：NO、NO₂。NOx的主要危害如下：（1）对人体有毒害作用；（2）对植物有毒害作用；（3）可形成酸雨、酸雾；（4）与碳氢化合物形成光化学烟雾；（5）破坏臭氧层。

烟气脱硝，是指脱除烟气中的NOx，按治理工艺可分为湿法脱硝和干法脱硝。主要包括：酸吸收法、碱吸收法、选择性催化还原法、非选择性催化还原法、吸附法、离子体活化法等。国内外一些科研人员还开发了用微生物来处理NOx废气的方法。但是具有工业价值，运用最广泛的是选择性催化还原法（SCR）。

目前燃煤电厂的烟气、炼油厂的FCC再生烟气脱硝治理主要采用SCR法，并配套湿法洗涤脱硫除尘。以FCC烟气为例，主要流程如下：500～600℃的FCC再生烟气先经过余热锅炉进行回收热量，烟气温度降低至320～400℃进入SCR固定床反应器进行脱硝反应，脱除烟气中的NOx，然后再回到余热锅炉进行回收热量，烟气温度降至150～200℃，然后进入脱硫除尘洗涤塔，采用碱性吸收液同时将烟气中的SOx与粉尘洗下来，烟气温度降低至55～60℃排放。脱硫废吸收液要进行沉降、过滤、浓缩等步骤进行液固分离，液固分离后的请液采用空气曝气氧化，COD达标排放，固体进行填埋。

现有的SCR脱硝工艺均采用固定床脱硝反应器，催化剂采用蜂窝式、板式或波纹式，催化剂以模块的形式放置在反应器内。在反应床层前面首先注入还原剂NH₃，让NH₃与烟气中的NOx充分混合，通过脱硝催化剂床层，将NOx催化还原为N₂。

现有技术存在以下问题：

1、由于烟气中一般含有SO₂、SO₃，O₂与水蒸气，当反应区氨过剩时（氨逃逸）时会与SO₃反应生成铵盐，生成的铵盐（NH₄HSO₄），在温度180～240℃呈液态，具有粘性，容易附着在SCR脱硝反应器的下游装置省煤器的换热管上，粘接烟气中的粉尘，引发换热管层的结垢堵塞与腐蚀，影响装置运行周期。为了避免氨逃逸，SCR固定床反应器入口喷氨均匀性一般要求正负偏差小于5%。

2 、烟气中的NOx含量与主装置的工艺条件相关，变化波动范围较大，而SCR固定床反应器的催化剂量是固定的，一旦NOx浓度范围超出设计值，则净化烟气的NOx不能达标排放。因此固定床的操作弹性较小。

3、固定床反应器在运行期间，催化剂的活性逐渐下降，当反应器出口NOx无法达标排放时，就需要更换催化剂。一般SCR装置的运行周期至少要求3-4年，否则会影响主装置的运转。一般SCR装置脱硝率需求至少在60～90%以上，当更换催化剂的时候，催化剂的活性至少还有60%左右。由此可见，采用固定床SCR反应器对催化剂的利用率太低。

4、一般烟气脱硝以后，还要采用湿法洗涤除尘，与脱硫一起进行，脱硫除尘过程产生的脱硫废液还要进行液固分离，流程繁长，操作复杂，投资与操作费用高。