[发明专利]提高低温SCR催化剂活性并且抑制副产物N2O的SCR反应器

说明书

本发明提供了一种提高低温SCR催化剂活性并且抑制副产物N₂O的SCR反应器，按烟气的流动方向包括烟气入口、反应器主体及烟气出口，在反应器主体内部设有用于放置低温SCR催化剂的催化剂床层，在催化剂床层中插装有氨氮混合气扩散管组，氨氮混合气扩散管组包括氨氮混合气输入管和由上至下并排设置的至少两排扩散总管，每排扩散总管由水平设置的多根扩散管构成，每根扩散管上分别连接有多根扩散支管，氨氮混合气输入管连接于外部氨氮混合气供气装置与各所述扩散总管之间，在各扩散管和各所述扩散支管上均开设有若干扩散孔。本发明有利于提高低温催化剂活性，提高低温催化脱硝效率，同时达到控制副产物N₂O生成的功效。

技术领域

本发明涉及提高低温SCR催化剂活性并且抑制副产物N₂O的SCR反应器，属于环保烟气净化领域。

背景技术

在冶金行业常常涉及到大量的高温燃烧过程，从而产生了大量的氮氧化物(NOx)。同样的，在化工生产、油气炼制、燃煤发电领域，也会产生富含NOx的烟气。上述领域排放的烟气都需要经过脱硝处理以满足环境保护的要求。脱硝处理是指把已生成的NOx还原为N₂，从而脱除烟气中的NOx，现有技术中主要的脱硝工艺分为：选择性催化还原工艺(英文缩写为SCR)和选择性非催化还原工艺(英文缩写为SNCR)。

其中，选择性催化还原法脱硝技术(SCR)是目前应用最为广泛的烟气脱硝技术，它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，并且具有脱除效率高(可达90％以上)，运行可靠，便于维护等优点。

SCR技术原理为：在催化剂作用下，向一定温度的烟气中喷入氨，将NO_X还原成N₂和H₂O。但是，目前的SCR催化剂主要针对的脱硝工况是中高温(220℃～420℃)条件下的NOx脱出，而实际冶金生产过程中产生的需要脱硝的烟气温度都相对较低，比如烧结烟气一般在120℃左右，焦化烟气在200℃左右。另外，烟气还可能需要经过除尘脱硫等工艺之后才会进入SCR反应器中，此时的烟气温度往往较所需要的脱硝反应温度更低，需要使用加热设备对烟气进行加热后再送入SCR反应器中，加热烟气势必带来能耗问题。因此，低温脱硝催化剂的使用能够有效地控制净化脱出的成本，目前广泛使用的低温SCR催化剂都是采用V-Mn系催化剂或者类似配方的催化剂，Mn基氧化物的引入能够有效的提高低温SCR催化剂活性，但是实验室研究发现Mn基氧化物的加入会带来N₂选择性下降的问题，目前国内不论钢铁厂或是电厂排放端的烟气排放连续监测系统(英文缩写为CEMS)数据中只对NO和NO₂排放浓度作为监察对象，实际上Mn基氧化物会促进N₂O的生成，所以看似达标的净化气中实际上含有相当含量的N₂O，而N₂O不但会破坏臭氧层，该种气体还是一种相当于等量CO₂气体300倍的温室气体，对环境的破坏和影响非常严重。

发明内容

为克服上述技术的缺陷，根据目前使用低温SCR催化剂的特征，分析SCR反应在催化剂上的反应机理和路径，本发明所要解决的技术问题是提供一种有利于提高低温催化剂活性，提高低温催化脱硝效率，同时达到控制副产物N₂O生成的SCR反应器。

为实现上述目的，本发明提供一种提高低温SCR催化剂活性并且抑制副产物N₂O的SCR反应器，按烟气的流动方向，其依次包括烟气入口、反应器主体及烟气出口，在所述反应器主体内部设有用于放置低温SCR催化剂的催化剂床层，在所述催化剂床层中插装有氨氮混合气扩散管组，所述氨氮混合气扩散管组包括氨氮混合气输入管和由上至下并排设置的至少两排扩散总管，每排所述扩散总管由水平设置的多根扩散管构成，每根扩散管上分别连接有多根扩散支管，所述氨氮混合气输入管连接于外部氨氮混合气供气装置与各所述扩散总管之间，在各所述扩散管和各所述扩散支管上均开设有若干扩散孔。