[发明专利]一种基于FastSCR反应的中低温含硫烟气高效脱硝装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于烟气脱硝技术领域，特别是涉及一种基于Fast SCR反应的中低温含硫烟气高效脱硝装置及方法。

背景技术

2016年初，面对日益严峻的大气污染形势，国家提出了更为严格的“超低排放”标准，针对于氮氧化物，将燃煤电站氮氧化物100mg/m³的排放限制降低到了50mg/m³。与此同时，国家对玻璃厂，水泥厂，钢铁企业以及其他小型工业炉窑也提出了更严格的氮氧化物排放标准。目前，选择性催化还原(SCR)烟气脱硝是最为成熟的烟气脱硝技术，但是现在的SCR脱硝以中高温烟气SCR为主，低温烟气SCR脱硝技术正在国内外研究开发中，技术上还没有成熟，主要问题是现在大部分工业烟气中均存在着部分SO₂与少量的SO₃，SO_x在低温下非常容易与NH₃反应生成硫酸铵盐沉积于催化剂表面，堵塞催化剂孔道，导致催化剂失活，更严重的还会导致烟道堵塞。对于低温含硫烟气NO_x的脱除，现在工业上可以应用的办法就是加热低温烟气，将烟气温度提升到中、高温SCR脱硝的温度范围，再进行脱硝。由于加热烟气需要二次能源消耗，系统运行费用大大提升，且在进行烟气加热的过程中也会产生NO_x形成二次污染，实际应用推广非常困难，导致低温烟气脱硝的使用率低，严重影响了NO_x减排。

发明内容

针对现有技术存在的低温SCR脱硝效率低且存在硫中毒现象的问题，本发明提供了一种基于Fast SCR反应的中低温含硫烟气高效脱硝装置及方法，能有效避免催化剂在低温下的硫中毒问题，显著提升催化剂的低温脱硝效率，由于减少了烟气的加热环节，大大降低了能源消耗与系统的运行费用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于Fast SCR反应的中低温含硫烟气高效脱硝装置，所述的脱硝装置包括用于氧化NO的NO氧化模块1及用于脱硝的选择性催化还原模块2，其中所述NO氧化模块1包括NO离子体或臭氧氧化装置1.1及NO催化氧化层1.2；所述选择性催化还原模块2内部由上至下依次设置喷氨装置2.2和至少一层催化还原层，所述的喷氨装置2.2与储氨装置连接，处理后的烟气经烟气出口排入大气。

进一步，所述选择性催化还原模块入口处设有入口导流板，所述入口导流板存在110～135°折角；所述烟气出口处设有出口导流板，所述出口导流板正对出口烟道部分为垂直导流板，其余部分带有110～135°折角。进一步，所述NO离子体或臭氧氧化装置1.1采用高压放电方式产生臭氧和/或等离子体，所述NO催化氧化层1.2采用蜂窝状金属氧化物催化剂，优选Pt-Pd/TiO₂、Pt-Pd/Al₂O₃、Mn-Ce/TiO₂和 Mn-Ce/Al₂O₃催化剂中的一种。

进一步，所述的催化还原层平行设置有两层2.3，2.4。

进一步，所述催化还原层采用低钒负载的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂，其中V₂O₅的负载量不超过1wt%，WO₃负载量不超过5wt%，所述催化剂为蜂窝状。

本发明还提供了一种利用上述所述的基于Fast SCR反应的中低温含硫烟气高效脱硝装置进行脱硝的方法，包括以下步骤：

步骤1：烟气进入NO离子体或臭氧氧化装置，与产生的臭氧和/或等离子体充分混合；

步骤2：烟气随后进入NO催化氧化层进行预氧化处理，利用臭氧-催化氧化和/或等离子体氧化方式将烟气中的NO氧化为NO₂；

步骤3：预氧化的烟气与喷氨装置喷入的NH₃混合均匀，然后进入选择性催化还原层进行快速SCR反应，并将处理后的烟气排入大气。

进一步，所述的步骤2中NO氧化为NO₂的氧化效率为40~50%。

进一步，所述的催化还原反应温度为200℃~350℃，优选250℃。