[发明专利]用于去除工业设备的废气中包含的硫氧化物和氮氧化物的方法

说明书

本发明涉及用于通过利用SOx吸附和氨‑SCR来清洁一个过滤单元的废气的方法，该废气含有硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)和颗粒物质，该过滤单元特别是具有一个或多个催化织物过滤器组件的过滤袋室。

发明领域

本发明涉及一种用于通过使用SOx吸附和氨-SCR来清洁一个过滤单元，特别是具有一个或多个催化织物过滤器组件的过滤袋室(filter bag house)的包含硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)和颗粒物质的废气的方法。

发明背景

选择性催化还原(SCR)主要是将氮氧化物(NOx)转化为N₂和H₂O的手段。将还原剂(通常为无水氨或氨水)添加到烟道气或废气的流中，然后其被吸附到催化剂上。

一个公知的问题是使用氨作为还原剂的SCR烟道气在低温下会形成硫酸氢铵(ABS)，导致SCR催化剂失活和下游设备产生ABS粘层。

由负载在二氧化钛上的氧化钒组成的SCR催化剂是众所周知的并且通常用于固定应用中。这些催化剂任选地用钨和/或钼氧化物或各种贵金属(例如钯和铂)促进。SCR催化剂最常用于涂覆在整料式载体(monolithicsubstrate)上。其他已知的SCR催化剂包括用铜和/或铁促进的沸石。

当气体接触SCR催化剂时发生NO_X还原反应。将氨或诸如尿素的前体注入并与SCR催化剂上游的气体混合。

使用无水氨或氨水进行选择性催化还原过程的化学计量反应的化学方程式如下所示：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O.

NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O.

来自某些工业过程的废气除NOx外还含有SOx。

这种过程的一个例子是煤炭碳化以生产钢铁工业的焦炭。焦炉煤气(COG)是煤炭碳化的有价值的副产品。COG是潜在原料，其通过COG的部分氧化用于氢分离、甲烷富集、甲醇生产和合成气生产。它还可以有效地用于发电和生产液化天然气。

COG中典型的SOx含量为150mg/Nm³–180mg/Nm³。

发明内容

为了适合作为一种有价值的废气，COG以及其他含SOx和NOx的废气必须通过将杂质任选连同也包含在废气中的灰尘或颗粒物质去除来进行清洁。

如上所述，具有高SO_X含量的气体的氨-SCR脱氮过程中的问题在于形成硫酸氢铵。通过下面的反应方案，SO₃与氨反应产生硫酸铵((NH₄))₂SO₄)和ABS(NH₄HSO₄)：

2SO₂+O₂→2SO₃

2NH₃+SO₃+H₂O→(NH₄))₂SO₄

NH₃+SO₃+H₂O→NH₄HSO₄