[发明专利]一种低温锰基催化剂抗中毒的脱硝系统

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域，适用于锅炉烟气以及工业尾气处理，具体涉及一种低温锰基催化剂抗中毒的脱硝系统。

背景技术

近年来随着国家对环境保护的重视，对工业烟气特别是氮氧化物NO_X的排放要求也越来越严格。目前以氨为还原剂的选择性催化还原技术（NH₃-SCR）是处理工业烟气中氮氧化物最广泛、最成熟的技术。其所用催化剂大多是V₂O₅/TiO₂或者改性的V₂O₅/TiO₂，工作温度一般高于350℃。因此，只能将SCR反应器布置于省煤器和除尘器之间，以确保在活性区间进行脱硝反应。但该段烟气条件恶劣，对催化剂损害较大。

以锰基为主的低温脱硝催化剂是研究热点，其活性区间在80-200℃甚至更低，将催化剂放置于除尘脱硫之后且无需重复加热，节约成本，提高催化剂寿命。但缺点是脱硫后的烟气中仍含残余SO₂，而硫铵盐的分解在温度较低时被抑制并在催化剂表面不断累积，造成低温催化剂的可逆性中毒。同时由于锰氧化物的较强氧化性会与SO₂发生氧化还原反应而形成难以分解的MnSO₄，造成催化剂的不可逆性中毒，这种中毒对催化剂的寿命影响极其严重且难以再生。对SO₂的敏感性使得锰基催化剂难以工业应用。

针对锰基低温催化剂SO₂中毒问题，专利号CN101879452A、CN103433034A、CN103007952B、CN104084213A、CN105521777A等公布了多种锰基催化剂的改性方法和制备方法，保持优良低温活性的同时获得了较好的抗硫性能，但是均无法克服低温及锰氧化物的强氧化性造成的中毒问题。

2014年5月29日，祝社民等申请了国家发明专利“一种抗硫膜式低温脱硝催化剂及其制备方法”（申请号201410234825.X）。该方法制备的催化剂具有一层疏水透气膜，可以阻隔铵盐在催化剂表面的沉积，但灰尘、铵盐依然会在膜层沉积，无法根本解决催化剂中毒问题。2016年10月3日，谢峻林等申请了国家发明专利“一种低温烟气脱硝防中毒系统”（申请号201610034742.5），通过在催化剂前放置活性炭层吸附杂质从而减少杂质对催化剂毒害作用，需频繁更换活性炭。综上所述，现有技术不能有效解决低温锰基催化剂中毒问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种低温锰基催化剂抗中毒的脱硝系统，所述系统通过在脱硝反应设备之前加入催化氧化器，将SO₂氧化为SO₃、NO氧化成NO₂，避免或降低催化剂的不可逆中毒，降低烟气中的氮氧化物NO_X浓度。同时，利用催化氧化器清灰装置脱除硫铵盐，消除因硫铵盐覆盖在锰基低温脱硝催化剂表面造成的可逆性中毒，恢复锰基低温脱硝催化剂的活性，提高了锰基低温脱硝催化剂的寿命。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种低温锰基催化剂抗中毒的脱硝系统，所述脱硝系统包括依次连接的除尘器、催化氧化器、脱硫设备、脱硝设备和烟囱。

进一步地，在所述催化氧化器中放置至少一层催化氧化剂，所述催化氧化剂能够将烟气中的NO氧化成NO₂，并将烟气中的SO₂催化氧化为SO₃。

进一步地，所述催化氧化剂为K₂SO₄-硅藻土-V₂O₅、V₂O₅、Fe₂O₃、Cr₂O₃、MnO₂和Pt中的任意一种或任意两种及以上的组合。

进一步地，所述催化脱氧器能够将烟气中70%-95%的SO₂氧化为SO₃，并且能够将烟气中10-20%的NO氧化成NO₂。

进一步地，在所述脱硝设备中放置至少一层锰基低温脱硝催化剂，所述锰基低温脱硝催化剂能够将氮氧化物NO_x与氨气催化还原为N₂和水。